什么是模板模式
模板模式（Template Pattern） 又叫模板方法模式，其定义了操作的流程，并将流程中的某些步骤延迟到子类中进行实现，使得子类在不改变操作流程的前提下，即可重新定义该操作的某些特定步骤。例如做菜，操作流程一般为 “准备菜”->“放油”->“炒菜”->“调味”->“装盘”，但可能对于不同的菜要放不同类型的油，不同的菜调味方式也可能不一样。
何时使用模板模式
当一个操作的流程较为复杂，可分为多个步骤，且对于不同的操作实现类，流程步骤相同，只有部分特定步骤才需要自定义，此时可以考虑使用模板模式。如果一个操作不复杂（即只有一个步骤），或者不存在相同的流程，那么应该使用策略模式。从这也可看出模板模式和策略模式的区别：策略模式关注的是多种策略（广度），而模板模式只关注同种策略（相同流程），但是具备多个步骤，且特定步骤可自定义（深度）。
愉快地使用模板模式
背景
我们平台的动态表单在配置表单项的过程中，每新增一个表单项，都要根据表单项的组件类型（例如 单行文本框、下拉选择框）和当前输入的各种配置来转换好对应的 Schema 并保存在 DB 中。一开始，转换的代码逻辑大概是这样的：
public class FormItemConverter { /** * 将输入的配置转变为表单项 * * @param config 前端输入的配置 * @return 表单项 */ public FormItem convert(FormItemConfig config) { FormItem formItem = new FormItem(); // 公共的表单项属性 formItem.setTitle(config.getTitle()); formItem.setCode(config.getCode()); formItem.setComponent(config.getComponent()); // 创建表单组件的属性 FormComponentProps props = new FormComponentProps(); formItem.setComponentProps(props); // 公共的组件属性 if (config.isReadOnly()) { props.setReadOnly(true); } FormItemTypeEnum type = config.getType(); // 下拉选择框的特殊属性处理 if (type == ComponentTypeEnum.DROPDOWN_SELECT) { props.setAutoWidth(false); if (config.isMultiple()) { props.setMode("multiple"); } } // 模糊搜索框的特殊属性处理 if (type == ComponentTypeEnum.FUZZY_SEARCH) { formItem.setFuzzySearch(true); props.setAutoWidth(false); } // ... 其他组件的特殊处理 // 创建约束规则 List<FormItemRule> rules = new ArrayList<>(2); formItem.setRules(rules); // 每个表单项都可有的约束规则 if (config.isRequired()) { FormItemRule requiredRule = new FormItemRule(); requiredRule.setRequired(true); requiredRule.setMessage("请输入" + config.getTitle()); rules.add(requiredRule); } // 文本输入框才有的规则 if (type == ComponentTypeEnum.TEXT_INPUT || type == ComponentTypeEnum.TEXT_AREA) { Integer minLength = config.getMinLength(); if (minLength != null && minLength > 0) { FormItemRule minRule = new FormItemRule(); minRule.setMin(minLength); minRule.setMessage("请至少输入 " + minLength + " 个字"); rules.add(minRule); } Integer maxLength = config.getMaxLength(); if (maxLength != null && maxLength > 0) { FormItemRule maxRule = new FormItemRule(); maxRule.setMax(maxLength); maxRule.setMessage("请最多输入 " + maxLength + " 个字"); rules.add(maxRule); } } // ... 其他约束规则 return formItem; } }
很明显，这份代码违反了 开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）：如果此时需要添加一种新的表单项（包含特殊的组件属性），那么不可避免的要修改 convert 方法来进行新表单项的特殊处理。观察上面的代码，将配置转变为表单项 这个操作，满足以下流程：
- 创建表单项，并设置通用的表单项属性，然后再对不同表单项的特殊属性进行处理
- 创建组件属性，处理通用的组件属性，然后再对不同组件的特殊属性进行处理
- 创建约束规则，处理通用的约束规则，然后再对不同表单项的特性约束规则进行处理
这不正是符合模板模式的使用场景（操作流程固定，特殊步骤可自定义处理）吗？基于上面这个场景，下面我就分享一下我目前基于 Spring 实现模板模式的 “最佳套路”（如果你有更好的套路，欢迎赐教和讨论哦）~
方案
定义出模板
即首先定义出表单项转换的操作流程，即如下的 convert 方法（使用 final 修饰，确保子类不可修改操作流程）：
public abstract class FormItemConverter { /** * 子类可处理的表单项类型 */ public abstract FormItemTypeEnum getType(); /** * 将输入的配置转变为表单项的操作流程 * * @param config 前端输入的配置 * @return 表单项 */ public final FormItem convert(FormItemConfig config) { FormItem item = createItem(config); // 表单项创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 afterItemCreate(item, config); FormComponentProps props = createComponentProps(config); item.setComponentProps(props); // 组件属性创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 afterPropsCreate(props, config); List<FormItemRule> rules = createRules(config); item.setRules(rules); // 约束规则创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 afterRulesCreate(rules, config); return item; } /** * 共用逻辑：创建表单项、设置通用的表单项属性 */ private FormItem createItem(FormItemConfig config) { FormItem formItem = new FormItem(); formItem.setCode(config.getCode()); formItem.setTitle(config.getTitle()); formItem.setComponent(config.getComponent()); return formItem; } /** * 表单项创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 */ protected void afterItemCreate(FormItem item, FormItemConfig config) { } /** * 共用逻辑：创建组件属性、设置通用的组件属性 */ private FormComponentProps createComponentProps(FormItemConfig config) { FormComponentProps props = new FormComponentProps(); if (config.isReadOnly()) { props.setReadOnly(true); } if (StringUtils.isNotBlank(config.getPlaceholder())) { props.setPlaceholder(config.getPlaceholder()); } return props; } /** * 组件属性创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 */ protected void afterPropsCreate(FormComponentProps props, FormItemConfig config) { } /** * 共用逻辑：创建约束规则、设置通用的约束规则 */ private List<FormItemRule> createRules(FormItemConfig config) { List<FormItemRule> rules = new ArrayList<>(4); if (config.isRequired()) { FormItemRule requiredRule = new FormItemRule(); requiredRule.setRequired(true); requiredRule.setMessage("请输入" + config.getTitle()); rules.add(requiredRule); } return rules; } /** * 约束规则创建完成之后，子类如果需要特殊处理，可覆写该方法 */ protected void afterRulesCreate(List<FormItemRule> rules, FormItemConfig config) { } }
模板的实现
针对不同的表单项，对特殊步骤进行自定义处理：
/** * 下拉选择框的转换器 */ @Component public class DropdownSelectConverter extends FormItemConverter { @Override public FormItemTypeEnum getType() { return FormItemTypeEnum.DROPDOWN_SELECT; } @Override protected void afterPropsCreate(FormComponentProps props, FormItemConfig config) { props.setAutoWidth(false); if (config.isMultiple()) { props.setMode("multiple"); } } } /** * 模糊搜索框的转换器 */ @Component public class FuzzySearchConverter extends FormItemConverter { @Override public FormItemTypeEnum getType() { return FormItemTypeEnum.FUZZY_SEARCH; } @Override protected void afterItemCreate(FormItem item, FormItemConfig config) { item.setFuzzySearch(true); } @Override protected void afterPropsCreate(FormComponentProps props, FormItemConfig config) { props.setAutoWidth(false); } } /** * 通用文本类转换器 */ public abstract class CommonTextConverter extends FormItemConverter { @Override protected void afterRulesCreate(List<FormItemRule> rules, FormItemConfig config) { Integer minLength = config.getMinLength(); if (minLength != null && minLength > 0) { FormItemRule minRule = new FormItemRule(); minRule.setMin(minLength); minRule.setMessage("请至少输入 " + minLength + " 个字"); rules.add(minRule); } Integer maxLength = config.getMaxLength(); if (maxLength != null && maxLength > 0) { FormItemRule maxRule = new FormItemRule(); maxRule.setMax(maxLength); maxRule.setMessage("请最多输入 " + maxLength + " 个字"); rules.add(maxRule); } } } /** * 单行文本框的转换器 */ @Component public class TextInputConverter extends CommonTextConverter { @Override public FormItemTypeEnum getType() { return FormItemTypeEnum.TEXT_INPUT; } } /** * 多行文本框的转换器 */ @Component public class TextAreaConvertor extends FormItemConverter { @Override public FormItemTypeEnum getType() { return FormItemTypeEnum.TEXT_AREA; } }
制作简单工厂
@Component public class FormItemConverterFactory { private static final EnumMap<FormItemTypeEnum, FormItemConverter> CONVERTER_MAP = new EnumMap<>(FormItemTypeEnum.class); /** * 根据表单项类型获得对应的转换器 * * @param type 表单项类型 * @return 表单项转换器 */ public FormItemConverter getConverter(FormItemTypeEnum type) { return CONVERTER_MAP.get(type); } @Autowired public void setConverters(List<FormItemConverter> converters) { for (final FormItemConverter converter : converters) { CONVERTER_MAP.put(converter.getType(), converter); } } }
投入使用
@Component public class FormItemManagerImpl implements FormItemManager { @Autowired private FormItemConverterFactory converterFactory; @Override public List<FormItem> convertFormItems(JSONArray inputConfigs) { return IntStream.range(0, inputConfigs.size()) .mapToObj(inputConfigs::getJSONObject) .map(this::convertFormItem) .collect(Collectors.toList()); } private FormItem convertFormItem(JSONObject inputConfig) { FormItemConfig itemConfig = inputConfig.toJavaObject(FormItemConfig.class); FormItemConverter converter = converterFactory.getConverter(itemConfig.getType()); if (converter == null) { throw new IllegalArgumentException("不存在转换器：" + itemConfig.getType()); } return converter.convert(itemConfig); } }
Factory 只负责获取 Converter，每个 Converter 只负责对应表单项的转换功能，Manager 只负责逻辑编排，从而达到功能上的 “低耦合高内聚”。
设想一次扩展
此时要加入一种新的表单项 —— 数字选择器（NUMBER_PICKER），它有着特殊的约束条件：最小值和最大值，输入到 FormItemConfig 时分别为 minNumer 和 maxNumber。
@Component public class NumberPickerConverter extends FormItemConverter { @Override public FormItemTypeEnum getType() { return FormItemTypeEnum.NUMBER_PICKER; } @Override protected void afterRulesCreate(List<FormItemRule> rules, FormItemConfig config) { Integer minNumber = config.getMinNumber(); // 处理最小值 if (minNumber != null) { FormItemRule minNumRule = new FormItemRule(); minNumRule.setMinimum(minNumber); minNumRule.setMessage("输入数字不能小于 " + minNumber); rules.add(minNumRule); } Integer maxNumber = config.getMaxNumber(); // 处理最大值 if (maxNumber != null) { FormItemRule maxNumRule = new FormItemRule(); maxNumRule.setMaximum(maxNumber); maxNumRule.setMessage("输入数字不能大于 " + maxNumber); rules.add(maxNumRule); } } }
此时，我们只需要添加对应的枚举和实现对应的 FormItemConverter，并不需要修改任何逻辑代码，因为 Spring 启动时会自动帮我们处理好 NUMBER_PICKER 和 NumberPickerConverter 的关联关系 —— 完美符合 “开闭原则”。
