模板方法模式有哪些角色？调用流程是什么？

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模板方法模式主要有抽象父类和具体子类两个角色。抽象父类定义模板方法和步骤方法，具体子类实现可变步骤；调用时外部调用父类模板方法，模板方法按固定顺序调用各个步骤，部分步骤动态绑定到子类实现。

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模板方法模式的角色通常很简单：

AbstractClass：抽象父类，定义模板方法和公共步骤。
ConcreteClass：具体子类，实现父类声明的抽象步骤。

调用流程是：

客户端调用模板方法；
模板方法执行父类固定步骤；
遇到抽象步骤时，通过多态调用子类实现；
遇到钩子方法时，根据子类覆盖结果决定是否扩展或跳过；
整个流程按父类规定的顺序完成。

模板方法模式的关键是“流程入口在父类，变化点在子类”。客户端通常不直接调用子类步骤，而是调用统一的模板方法。

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一、抽象父类承担流程控制

抽象父类是模板方法模式的核心。它负责定义流程骨架：

public abstract class ReportExporter {
    public final void export() {
        queryData();
        checkPermission();
        generateFile();
        uploadFile();
        afterExport();
    }
}

这里的 export() 就是模板方法。它决定导出的步骤顺序。

父类可以实现公共步骤，例如查询数据、权限校验、上传文件；也可以声明抽象步骤，例如生成不同格式文件。

二、具体子类承担变化步骤

具体子类只实现可变步骤：

public class ExcelReportExporter extends ReportExporter {
    protected void generateFile() {
        // 生成 Excel 文件
    }
}

public class PdfReportExporter extends ReportExporter {
    protected void generateFile() {
        // 生成 PDF 文件
    }
}

子类不需要关心整个导出流程，只需要关心自己负责的步骤。

这能减少重复，也能避免子类随意改流程顺序。

三、模板方法调用依赖多态

模板方法在父类中定义，但执行到抽象步骤时，会动态调用子类实现。

例如：

ReportExporter exporter = new ExcelReportExporter();
exporter.export();

调用的是父类的 export()，但其中的 generateFile() 会执行 ExcelReportExporter 的实现。

这就是模板方法模式的底层机制：继承 + 多态。

四、步骤方法的访问权限要控制

步骤方法通常设计为 protected，不建议全部暴露为 public。

原因是：外部调用方应该使用模板方法，而不是绕过流程直接调用某个步骤。

如果所有步骤都是 public，调用方可能直接调用 generateFile()，就破坏了模板方法固定流程的意义。

比较常见的设计是：

模板方法：public final
必须实现的步骤：protected abstract
可选扩展点：protected
内部公共步骤：private 或 protected final

五、调用流程要避免子类反向控制父类

模板方法模式强调父类控制流程。子类如果频繁反过来调用父类内部方法、改变父类状态，结构就容易混乱。

比较好的边界是：

父类编排步骤；
子类实现步骤；
子类不要绕过模板方法；
父类不要知道具体子类。

这样继承关系才比较清晰。

六、父类调用子类的动态分派过程

模板依次调用 5 个步骤，其中 2 个是抽象步骤、1 个是钩子；运行 ConcreteTask 时，这 3 个调用点会按实际子类动态分派。

ConcreteTask.run -> AbstractTask.template -> fixed -> overridden step -> hook

这里真正需要保护的是父类掌握的流程不变量：客户端只能进入模板入口，子类只能改写约定好的步骤。评审时应逐步标出哪些行为固定、哪些行为必须实现、哪些行为只是可选钩子，避免父类和子类互相猜测。

七、继承边界与流程契约验证

检查维度	应确认的内容
机制正确性	这是“父类调用子类”的好莱坞原则，不是客户端逐步指挥子类。
适用边界	抽象类控制时序，子类提供变化；若子类能任意跳过关键步骤，父类就失去了保护流程不变量的作用。
测试证据	记录步骤进入与退出序列，覆盖默认钩子、覆写钩子、步骤异常和清理路径
工程代价	重点评估父类改动会影响多少子类、protected 扩展面有多大，以及新增变化是否迫使无关子类一起修改

易错点：这是“父类调用子类”的好莱坞原则，不是客户端逐步指挥子类。

八、常见误区与追问

误区：模板方法必须由客户端逐个调用步骤。 客户端只调用模板入口，步骤编排由抽象父类控制，否则算法骨架会泄露。
误区：模板方法要求所有步骤都由子类覆写。 稳定步骤应在父类直接实现；只有必要变化点才做抽象步骤，可选变化点才做有默认实现的钩子。
追问：步骤方法为什么通常用 protected？ 它允许子类实现扩展点，又避免客户端绕过模板入口直接破坏流程。
追问：模板方法为什么常声明为 final？ 为了防止子类改写算法骨架和步骤顺序；若框架有意允许重写，则必须明确不变量和扩展契约。
追问：模板方法最关键的回归测试是什么？ 是父类契约测试：所有子类都必须满足固定步骤顺序、公共前后置行为和异常清理规则。

九、加强记忆

模板方法模式的角色很简单：抽象父类定流程，具体子类填步骤。调用时外部调用模板方法，模板方法按固定顺序执行，遇到变化点通过多态调用子类实现。

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