2025/10/22日 每日总结 设计模式实践：模板方法模式统一数据库操作流程

设计模式实践：模板方法模式统一数据库操作流程

在软件开发中，很多业务场景都存在“流程固定但部分步骤实现不同”的情况——比如不同数据库的操作，都遵循“连接→打开→使用→关闭”的固定流程，但连接数据库的方式因数据库类型而异。模板方法模式通过定义“算法骨架”，将可变步骤延迟到子类实现，完美解决这类问题。本文以数据库操作为例，用模板方法模式统一SQL Server和Oracle的操作流程，带你掌握其核心思想。

一、模板方法模式核心思想

模板方法模式是一种行为型设计模式，核心目标是统一算法流程，灵活替换可变步骤，其关键结构包括：

  1. 抽象类（Abstract Class）：定义固定的算法骨架（模板方法），同时声明可变步骤的抽象方法（由子类实现），可包含通用的具体方法；

  2. 具体子类（Concrete Class）：继承抽象类，实现抽象方法（可变步骤），不修改模板方法定义的流程；

  3. 模板方法（Template Method）：抽象类中定义的固定流程方法，按顺序调用通用方法和抽象方法。
    该模式的核心优势：

  • 代码复用：固定流程和通用步骤在抽象类中实现，子类无需重复编写；

  • 流程统一：模板方法控制整体流程，避免子类随意修改流程顺序；

  • 扩展灵活：新增功能只需新增子类，实现抽象方法即可，符合“开闭原则”。

    二、实验场景：数据库操作的统一与差异

    数据库操作的共性与差异：

  • 共性流程：连接数据库（connDB）→ 打开数据库（openDB）→ 使用数据库（useDB）→ 关闭数据库（closeDB）；

  • 差异点：仅“连接数据库”的实现不同（SQL Server和Oracle的连接协议、驱动不同）。
    用模板方法模式设计：

  • 抽象类（DBOperator）：定义模板方法processOn（固定流程），实现openDB、useDB、closeDB（通用步骤），声明connDB为抽象方法（可变步骤）；

  • 具体子类（SQLServerDBOperator、OracleDBOperator）：分别实现connDB方法，适配各自的数据库连接逻辑。

    三、类图设计

    | DBOperator | // 抽象类
+-------------------+

  • connDB(): void // 抽象方法：连接数据库（可变步骤）

  • openDB(): void // 具体方法：打开数据库（通用步骤）

  • useDB(): void // 具体方法：使用数据库（通用步骤）

  • closeDB(): void // 具体方法：关闭数据库（通用步骤）

  • processOn(): void // 模板方法：定义固定流程
    +-------------------+
    ^
    |
    +-------+-------+ +-------+-------+
    | | | |
    | SQLServerDBOperator | OracleDBOperator // 具体子类
    +---------------+ +---------------+

  • connDB(): void + connDB(): void
    +---------------+ +---------------+

    ## 四、完整代码实现
### 1. 抽象类（DBOperator）：定义模板方法与通用步骤
封装数据库操作的固定流程和通用逻辑，声明可变步骤为抽象方法。
```java
/**
* 抽象类：数据库操作模板
* 定义数据库操作的固定流程（模板方法）和通用步骤
*/
public abstract class DBOperator {
// 抽象方法：连接数据库（可变步骤，由子类实现）
public abstract void connDB();
// 具体方法：打开数据库（通用步骤，所有数据库共用）
public void openDB() {
System.out.println("打开数据库");
}
// 具体方法：使用数据库（通用步骤，所有数据库共用）
public void useDB() {
System.out.println("使用数据库（执行查询/更新操作）");
}
// 具体方法：关闭数据库（通用步骤，所有数据库共用）
public void closeDB() {
System.out.println("关闭数据库，释放资源");
}
// 模板方法：定义数据库操作的固定流程（算法骨架）
public void processOn() {
this.connDB(); // 步骤1：连接数据库（子类实现）
this.openDB(); // 步骤2：打开数据库（通用实现）
this.useDB(); // 步骤3：使用数据库（通用实现）
this.closeDB(); // 步骤4：关闭数据库（通用实现）
}
}

    2. 具体子类：实现可变步骤（数据库连接）

    分别适配SQL Server和Oracle的连接逻辑，无需关注整体流程。

    SQL Server数据库操作（SQLServerDBOperator）

    /**
* 具体子类：SQL Server数据库操作
* 实现SQL Server的连接逻辑
*/
public class SQLServerDBOperator extends DBOperator {
@Override
public void connDB() {
// SQL Server专属连接逻辑（如加载SQL Server驱动、指定连接URL）
System.out.println("SQL Server：通过JDBC加载com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver，连接数据库");
}
}

    Oracle数据库操作（OracleDBOperator）

    /**
* 具体子类：Oracle数据库操作
* 实现Oracle的连接逻辑
*/
public class OracleDBOperator extends DBOperator {
@Override
public void connDB() {
// Oracle专属连接逻辑（如加载Oracle驱动、指定连接URL）
System.out.println("Oracle：通过JDBC加载oracle.jdbc.driver.OracleDriver，连接数据库");
}
}

    3. 客户端测试：验证模板方法的统一流程

    通过不同子类实例，验证模板方法是否能统一流程，同时适配不同数据库的连接逻辑。

    /**
* 客户端测试类：验证模板方法模式的数据库操作
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
DBOperator dbOperator;
// 测试SQL Server数据库操作
System.out.println("=== 执行SQL Server数据库操作 ===");
dbOperator = new SQLServerDBOperator();
dbOperator.processOn();
System.out.println("\n-----------------------\n");
// 测试Oracle数据库操作
System.out.println("=== 执行Oracle数据库操作 ===");
dbOperator = new OracleDBOperator();
dbOperator.processOn();
}
}

    五、运行结果与验证

    === 执行SQL Server数据库操作 ===
SQL Server：通过JDBC加载com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver，连接数据库
打开数据库
使用数据库（执行查询/更新操作）
关闭数据库，释放资源

=== 执行Oracle数据库操作 ===
Oracle：通过JDBC加载oracle.jdbc.driver.OracleDriver，连接数据库
打开数据库
使用数据库（执行查询/更新操作）
关闭数据库，释放资源

### 结果分析：

1. 流程统一：两种数据库的操作流程完全一致（连接→打开→使用→关闭），由模板方法`processOn`控制；
2. 实现差异：仅连接数据库的逻辑不同，子类各自实现，不影响整体流程；
3. 代码复用：openDB、useDB、closeDB方法在抽象类中统一实现，子类无需重复编写。

  ## 六、模板方法模式的核心优势与适用场景

   ### 核心优势
4. 代码复用率高：通用逻辑集中在抽象类，避免子类重复编码；
5. 流程控制严格：模板方法固定流程顺序，子类无法修改，确保所有实现都遵循统一规范；
6. 扩展性强：新增数据库（如MySQL）时，只需新增子类实现`connDB`方法，无需修改现有代码；
7. 维护成本低：通用逻辑的修改只需在抽象类中操作一次，所有子类自动复用。

   ### 适用场景
8. 流程固定但部分步骤可变：如文档生成（固定“标题→正文→结尾”流程，正文内容可变）、测试用例执行（固定“初始化→执行→清理”流程）；
9. 多个子类存在大量重复代码：提取重复逻辑到抽象类，子类仅实现差异部分；
10. 需要统一子类行为规范：确保所有子类都遵循相同的流程，避免流程混乱。

    ## 七、实践总结
11. 模板方法模式的核心是“父类定流程，子类填细节”，通过抽象方法延迟可变步骤的实现；
12. 模板方法必须是稳定的——如果流程本身需要频繁修改，不适合使用该模式；
13. 抽象类中的具体方法是通用逻辑，抽象方法是可变逻辑，划分清晰才能发挥模式优势；
14. 实际开发中，模板方法模式的典型应用包括：框架中的生命周期方法（如Spring Bean的初始化流程）、工具类的固定流程（如文件读写的“打开→操作→关闭”）。
    通过本次数据库操作的实践，我深刻体会到模板方法模式在统一流程、复用代码中的价值。它让代码结构更清晰，扩展更灵活，尤其适合处理“流程固定、细节各异”的业务场景。
posted @ 2025-12-29 14:42  Moonbeamsc  阅读(2)  评论(0)    收藏  举报
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