模板方法模式通过抽象类定义算法骨架，将可变步骤延迟到子类实现。父类中的模板方法固定流程结构，子类不可修改该结构但可重写抽象方法以定制行为，如数据导出中格式化步骤可分别实现为CSV或JSON。通过钩子方法还可选择性扩展逻辑，如开启日志，从而在保证流程统一的前提下实现灵活扩展，适用于框架设计等需标准化流程的场景。
模板方法模式的核心在于定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。它允许子类在不改变算法结构的前提下，重新定义算法中的某些步骤。这种设计模式在Java中通常通过抽象类来实现，是行为型设计模式的一种典型应用。
什么是模板方法模式
模板方法模式使用继承机制，把通用的行为放在父类中，把可变的部分交给子类去实现。父类中定义了一个称为“模板方法”的方法，该方法由多个步骤组成，其中一些步骤是抽象的，需要子类提供具体实现。
关键点：
- 模板方法本身是一个具体方法，定义在抽象类中
- 它调用若干个基本方法（可以是抽象的、具体的或钩子方法）
- 子类不能修改模板方法的结构，但可以重写其中的抽象方法
抽象类的作用与角色
在模板方法模式中，抽象类承担了顶层设计的角色：
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- 封装不变的算法流程 —— 将共用的执行顺序固定下来
- 声明抽象方法 —— 让子类实现特定逻辑
- 提供默认实现或钩子方法 —— 允许子类选择性地覆盖行为
例如，开发一个数据导出功能，导出流程固定为：连接资源 → 查询数据 → 格式化数据 → 写入文件 → 关闭资源。其中“格式化数据”根据不同需求可能生成CSV、JSON等格式，这部分就可以定义为抽象方法。
代码示例说明
abstract class DataExporter {
// 模板方法，定义整体流程
public final void export() {
connect();
fetchData();
formatData(); // 调用抽象方法
writeFile();
close();
}
private void connect() {
System.out.println("连接数据源...");
}
private void fetchData() {
System.out.println("获取数据...");
}
protected abstract void formatData(); // 子类必须实现
private void writeFile() {
System.out.println("写入文件...");
}
private void close() {
System.out.println("关闭资源...");
}
}
class CsvExporter extends DataExporter {
@Override
protected void formatData() {
System.out.println("格式化为CSV...");
}
}
class JsonExporter extends DataExporter {
@Override
protected void formatData() {
System.out.println("格式化为JSON...");
}
}
调用时只需：
DataExporter exporter = new CsvExporter(); exporter.export(); // 输出： // 连接数据源... // 获取数据... // 格式化为CSV... // 写入文件... // 关闭资源...
可以看到，整个流程被父类控制，子类只负责定制关键环节。
钩子方法的灵活扩展
除了抽象方法，还可以定义钩子方法（hook method），让子类有能力介入流程，但不是必须的。
比如增加一个是否启用日志的钩子：
abstract class DataExporter {
// 默认不记录日志
protected boolean isLogEnabled() {
return false;
}
public final void export() {
connect();
if (isLogEnabled()) {
System.out.println("开始执行导出任务");
}
fetchData();
formatData();
writeFile();
close();
}
// ...其余方法
}
子类可以选择重写 isLogEnabled() 返回 true 来开启日志，这就是一种灵活的扩展方式。
基本上就这些。模板方法模式通过抽象类+继承的方式，实现了代码复用和流程控制，特别适合框架设计和标准化流程场景。理解它的关键是分清“变”与“不变”的部分，把不变的固化在父类，把变化的留给子类。不复杂但容易忽略细节。
