模板方法模式 (Template Method)

在父类中定义算法的框架（模板），允许子类在不改变算法结构的情况下重写某些特定步骤。

场景

• JUnit 测试：setUp() → testXXX() → tearDown() 的执行流程
• Spring 中的 JdbcTemplate：打开连接 → 执行 SQL → 处理结果 → 关闭连接
• 建造房屋：打地基 → 砌墙 → 封顶 → 装修（步骤固定，细节不同）

核心角色

角色	说明
AbstractClass（抽象类）	定义模板方法和基本操作（可能包含默认实现）
ConcreteClass（具体类）	重写基本操作以提供具体实现

代码示例

// ----- 抽象类（模板） -----
abstract class DataProcessor {
    // 模板方法：定义算法骨架，子类不能修改
    public final void process() {
        loadData();
        processData();
        saveData();
        hookMethod(); // 钩子方法（可选重写）
    }

    abstract void loadData();
    abstract void processData();
    abstract void saveData();

    // 钩子方法：子类可以重写也可以不重写
    void hookMethod() {
        // 默认空实现
    }
}

// ----- 具体类 1：PDF 处理器 -----
class PDFProcessor extends DataProcessor {
    @Override
    void loadData() {
        System.out.println("从 PDF 文件中加载数据");
    }

    @Override
    void processData() {
        System.out.println("解析 PDF 内容");
    }

    @Override
    void saveData() {
        System.out.println("将解析结果保存到数据库");
    }
}

// ----- 具体类 2：CSV 处理器 -----
class CSVProcessor extends DataProcessor {
    @Override
    void loadData() {
        System.out.println("从 CSV 文件中加载数据");
    }

    @Override
    void processData() {
        System.out.println("解析 CSV 行数据");
    }

    @Override
    void saveData() {
        System.out.println("将解析结果保存到数据库");
    }

    @Override
    void hookMethod() {
        System.out.println("[钩子] 发送处理完成通知");
    }
}

// ----- 使用 -----
public class TemplateMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DataProcessor pdf = new PDFProcessor();
        pdf.process();

        System.out.println("---");

        DataProcessor csv = new CSVProcessor();
        csv.process();
    }
}

模板方法中的钩子

类型	说明	示例
抽象方法	子类必须实现	loadData()
具体方法	子类可选择继承	模板方法本身
钩子方法	子类可重写也可不重写	hookMethod()

优缺点

优点	缺点
✅ 将不变的部分封装在父类，变的部分留给子类	❌ 子类多了以后，维护复杂
✅ 提取公共代码，便于复用	❌ 模板方法骨架一旦确定，修改成本高
✅ 符合好莱坞原则："别找我们，我们找你"

JDK 中的应用

• java.util.AbstractList — 定义 get()、size() 等模板方法
• java.io.InputStream — read() 方法模板
• javax.servlet.http.HttpServlet — doGet()、doPost() 是钩子
• Spring 中的 JdbcTemplate、RestTemplate、TransactionTemplate