模板方法模式#

模板方法模式在父类中定义算法的骨架（执行流程），将某些步骤的实现延迟到子类。子类可以重新定义算法中的某些步骤，但不能改变算法的整体结构。

核心结构：

public abstract class AbstractTemplate {
    // 模板方法：定义算法骨架，用 final 防止子类覆盖
    public final void templateMethod() {
        step1();          // 固定步骤（父类实现）
        step2();          // 抽象步骤（子类实现）
        if (hook()) {     // 钩子方法（子类可选覆盖）
            step3();
        }
        step4();          // 固定步骤
    }
    
    private void step1() { /* 固定实现 */ }
    protected abstract void step2();          // 子类必须实现
    protected boolean hook() { return true; } // 钩子：默认返回 true，子类可覆盖
    protected abstract void step3();
    private void step4() { /* 固定实现 */ }
}

AQS 中的模板方法：

AbstractQueuedSynchronizer（AQS）是 Java 并发包的基础框架，典型的模板方法模式。→ 详见 AQS原理

AQS 定义了获取/释放锁的模板方法（不可重写），子类只需实现尝试获取/释放的方法：

// AQS 的模板方法（final，不可重写）——以下为 JDK 8 源码；
// JDK 14 起 AQS 重写：acquire 变为 if (!tryAcquire(arg)) acquire(null, arg, false, false, false, 0L);
// release 里改为 signalNext(head)，但「final 模板方法 + 子类实现 tryXxx」的结构不变
public final void acquire(int arg) {
    if (!tryAcquire(arg) &&                // ← 子类实现
        acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
        selfInterrupt();
}

public final boolean release(int arg) {
    if (tryRelease(arg)) {                 // ← 子类实现
        Node h = head;
        if (h != null && h.waitStatus != 0)
            unparkSuccessor(h);
        return true;
    }
    return false;
}

// 子类需要实现的方法（钩子）
protected boolean tryAcquire(int arg)  { throw new UnsupportedOperationException(); }
protected boolean tryRelease(int arg)  { throw new UnsupportedOperationException(); }

Spring 中的模板方法：

• JdbcTemplate：获取连接 → 执行 SQL（回调） → 释放资源
• AbstractApplicationContext.refresh()：Spring 容器启动的 12 步固定流程
• RestTemplate：构建请求 → 执行请求 → 处理响应（Spring 6.1 起官方推荐用 RestClient 替代；Spring 团队计划在 Framework 7.1 将 RestTemplate 标记 @Deprecated(forRemoval)、8.0 移除）

注：JdbcTemplate/RestTemplate 这类 XxxTemplate 严格说是「模板方法 + 回调」的变体——骨架固定在模板类里，可变步骤通过传入回调对象（RowMapper、ResultSetExtractor 等）提供，而不是靠继承子类重写。

模板方法 vs 策略模式：

模板方法模式的核心思想是在父类中用final方法定义算法骨架，把其中可变的步骤声明为abstract方法交给子类实现。这样算法的整体流程不变，但具体步骤可以定制。Java并发包中的AQS就是经典的模板方法：acquire()和release()是final的模板方法定义了获取释放锁的完整流程，而tryAcquire()和tryRelease()等方法由子类实现——注意它们不是abstract，AQS里默认抛UnsupportedOperationException，子类只需重写自己用到的那组：ReentrantLock实现独占模式的tryAcquire/tryRelease，Semaphore和CountDownLatch实现共享模式的tryAcquireShared/tryReleaseShared。Spring中也大量使用：JdbcTemplate封装了获取连接、执行SQL、释放资源的骨架，我们只需传入SQL和回调处理结果；AbstractApplicationContext的refresh()定义了容器启动的12步固定流程。模板方法还有一个钩子方法的概念，子类可以选择性覆盖来控制流程中的某些分支。和策略模式的区别在于模板方法通过继承在编译期确定，策略模式通过组合可以运行时动态切换。

追问方向：

• “钩子方法是什么？”→ 父类中提供默认实现的方法，子类可以选择性覆盖来影响模板方法的执行流程（如控制某个步骤是否执行），是模板方法模式的扩展点
• “和策略模式区别？”→ 模板方法通过继承在编译期确定，父类定义骨架子类实现部分步骤；策略模式通过组合在运行时动态切换，策略类实现完整算法且相互独立
• “Spring 哪里用了模板方法？”→ JdbcTemplate（获取连接→执行 SQL→释放资源）、AbstractApplicationContext.refresh()（容器启动 12 步固定流程）、RestTemplate（构建请求→执行→处理响应）

易错点：

• ❌ 模板方法灵活性差——钩子方法提供扩展点
• ❌ AQS 的 tryAcquire 是抽象方法——它有默认实现（抛 UnsupportedOperationException），这样独占/共享子类只需实现各自需要的那组方法
• ❌ JdbcTemplate 是靠继承实现的模板方法——它是「模板 + 回调」，可变步骤通过 RowMapper 等回调对象传入，用的是组合