模板模式
# 定义
在模板模式（Template Pattern）中，一个抽象类公开定义了执行它的方法的方式/模板。它的子类可以按需要重写方法实现，但调用将以抽象类中定义的方式进行。这种类型的设计模式属于行为型模式。
模板模式的核心设计思路是通过在，抽象类中定义抽象方法的执行顺序，并将抽象方法设定为只有子类实现，但不设计独立访问的方法。简单说也就是把你安排的明明白白的。
优点：
1. 封装不变部分，扩展可变部分。
2. 提取公共代码，便于维护。
3. 行为由父类控制，子类实现。
缺点：每一个不同的实现都需要一个子类来实现，导致类的个数增加，使得系统更加庞大。
使用场景：
1. 有多个子类共有的方法，且逻辑相同。
2. 重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。
>注意事项：为防止恶意操作，一般模板方法都加上 final 关键词。
# 实践
本次模拟爬虫各类电商商品，生成营销推广海报场景
关于模版模式的核心点在于由抽象类定义抽象方法执行策略，也就是说父类规定了好一系列的执行标准，这些标准的串联成一整套业务流程。
>在这个场景中我们模拟爬虫爬取各类商家的商品信息，生成推广海报(海报中含带个人的邀请码)赚取商品返利。声明，这里是模拟爬取，并没有真的爬取
>
>而整个的爬取过程分为；模拟登录、爬取信息、生成海报，这三个步骤，另外；
>
>因为有些商品只有登录后才可以爬取，并且登录可以看到一些特定的价格这与未登录用户看到的价格不同。
不同的电商网站爬取方式不同，解析方式也不同，因此可以作为每一个实现类中的特定实现。
>生成海报的步骤基本一样，但会有特定的商品来源标识。所以这样三个步骤可以使用模版模式来设定，并有具体的场景做子类实现。
模版模式的业务场景可能在平时的开发中并不是很多，主要因为这个设计模式会在抽象类中定义逻辑行为的执行顺序。一般情况下，我们用的抽象类定义的逻辑行为都比较轻量级或者没有，只是提供一些基本方法公共调用和实现。
但如果遇到适合的场景使用这样的设计模式也是非常方便的，因为他可以控制整套逻辑的执行顺序和统一的输入、输出，而对于实现方只需要关心好自己的业务逻辑即可。
代码结构：
模版模式模型结构：
定义执行顺序的抽象类
```java
@Slf4j
public abstract class NetMall {
String uId; // 用户ID
String uPwd; // 用户密码
public NetMall(String uId, String uPwd) {
this.uId = uId;
this.uPwd = uPwd;
}
/**
* 生成商品推广海报
*
* @param skuUrl 商品地址(京东、淘宝、当当)
* @return 海报图片base64位信息
*/
public String generateGoodsPoster(String skuUrl) {
if (!login(uId, uPwd)) return null; // 1. 验证登录
Map<String, String> reptile = reptile(skuUrl); // 2. 爬虫商品
return createBase64(reptile); // 3. 组装海报
}
// 模拟登录
protected abstract Boolean login(String uId, String uPwd);
// 爬虫提取商品信息(登录后的优惠价格)
protected abstract Map<String, String> reptile(String skuUrl);
// 生成商品海报信息
protected abstract String createBase64(Map<String, String> goodsInfo);
}
```
- 这个类是此设计模式的灵魂
- 定义可被外部访问的方法 generateGoodsPoster，用于生成商品推广海报
- generateGoodsPoster 在方法中定义抽象方法的执行顺序 1 2 3 步
- 提供三个具体的抽象方法，让外部继承方实现；模拟登录(login)、模拟爬取(reptile)、生成海报(createBase64)
HttpClient 工具类：
```java
public class HttpClient {
public static String doGet(String httpurl) {
HttpURLConnection connection = null;
InputStream is = null;
BufferedReader br = null;
String result = null;// 返回结果字符串
try {
// 创建远程url连接对象
URL url = new URL(httpurl);
// 通过远程url连接对象打开一个连接，强转成httpURLConnection类
connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
// 设置连接方式：get
connection.setRequestMethod("GET");
// 设置连接主机服务器的超时时间：15000毫秒
connection.setConnectTimeout(15000);
// 设置读取远程返回的数据时间：60000毫秒
connection.setReadTimeout(60000);
// 发送请求
connection.connect();
// 通过connection连接，获取输入流
if (connection.getResponseCode() == 200) {
is = connection.getInputStream();
// 封装输入流is，并指定字符集
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
// 存放数据
StringBuilder sbf = new StringBuilder();
String temp = null;
while ((temp = br.readLine()) != null) {
sbf.append(temp);
sbf.append("\r\n");
}
result = sbf.toString();
}
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 关闭资源
if (null != br) {
try {
br.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (null != is) {
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
assert connection != null;
connection.disconnect();// 关闭远程连接
}
return result;
}
}
```
模拟爬虫京东
```java
@Slf4j
public class JDNetMall extends NetMall {
public JDNetMall(String uId, String uPwd) {
super(uId, uPwd);
}
@Override
public Boolean login(String uId, String uPwd) {
log.info("模拟京东用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
return true;
}
@Override
public Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
Pattern p9 = Pattern.compile("(?<=title\\>).*(?=</title)");
Matcher m9 = p9.matcher(str);
Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
if (m9.find()) {
map.put("name", m9.group());
}
map.put("price", "5999.00");
log.info("模拟京东商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
return map;
}
@Override
public String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
log.info("模拟生成京东商品base64海报");
return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
}
}
```
模拟爬虫淘宝
```java
@Slf4j
public class TaoBaoNetMall extends NetMall {
public TaoBaoNetMall(String uId, String uPwd) {
super(uId, uPwd);
}
@Override
public Boolean login(String uId, String uPwd) {
log.info("模拟淘宝用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
return true;
}
@Override
public Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
Pattern p9 = Pattern.compile("(?<=title\\>).*(?=</title)");
Matcher m9 = p9.matcher(str);
Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
if (m9.find()) {
map.put("name", m9.group());
}
map.put("price", "4799.00");
log.info("模拟淘宝商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
return map;
}
@Override
public String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
log.info("模拟生成淘宝商品base64海报");
return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
}
}
```
模拟爬虫当当
```java
@Slf4j
public class DangDangNetMall extends NetMall {
public DangDangNetMall(String uId, String uPwd) {
super(uId, uPwd);
}
@Override
public Boolean login(String uId, String uPwd) {
log.info("模拟当当用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
return true;
}
@Override
public Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
Pattern p9 = Pattern.compile("(?<=title\\>).*(?=</title)");
Matcher m9 = p9.matcher(str);
Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<String, String>();
if (m9.find()) {
map.put("name", m9.group());
}
map.put("price", "4548.00");
log.info("模拟当当商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
return map;
}
@Override
public String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
log.info("模拟生成当当商品base64海报");
return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
}
}
```
测试类:
```java
@Slf4j
public class ApiTest {
/**
* 测试链接
* 京东；https://item.jd.com/100008348542.html
* 淘宝；https://detail.tmall.com/item.htm
* 当当；http://product.dangdang.com/1509704171.html
*/
@Test
public void test_NetMall() {
NetMall netMall = new JDNetMall("1000001","*******");
String base64 = netMall.generateGoodsPoster("https://item.jd.com/100008348542.html");
log.info("测试结果：{}", base64);
}
}
```
测试结果：
```
15:28:59.854 [main] INFO fun.lixj.design.group.JDNetMall - 模拟京东用户登录 uId：1000001 uPwd：*******
15:29:00.944 [main] INFO fun.lixj.design.group.JDNetMall - 模拟京东商品爬虫解析：【AppleiPhone 11】Apple iPhone 11 (A2223) 128GB 黑色 移动联通电信4G手机 双卡双待【行情 报价 价格 评测】-京东 | 5999.00 元 https://item.jd.com/100008348542.html
15:29:00.944 [main] INFO fun.lixj.design.group.JDNetMall - 模拟生成京东商品base64海报
15:29:00.983 [main] INFO ApiTest - 测试结果：eyJwcmljZSI6IjU5OTkuMDAiLCJuYW1lIjoi44CQQXBwbGVpUGhvbmUgMTHjgJFBcHBsZSBpUGhv
bmUgMTEgKEEyMjIzKSAxMjhHQiDpu5HoibIg56e75Yqo6IGU6YCa55S15L+hNEfmiYvmnLog5Y+M
5Y2h5Y+M5b6F44CQ6KGM5oOFIOaKpeS7tyDku7fmoLwg6K+E5rWL44CRLeS6rOS4nCJ9
Process finished with exit code 0
```
# 总结
- 通过上面的实现可以看到模版模式在定义统一结构也就是执行标准上非常方便，也就很好的控制了后续的实现者不用关心调用逻辑，按照统一方式执行。那么类的继承者只需要关心具体的业务逻辑实现即可。
- 另外模版模式也是为了解决子类通用方法，放到父类中设计的优化。让每一个子类只做子类需要完成的内容，而不需要关心其他逻辑。这样提取公用代码，行为由父类管理，扩展可变部分，也就非常有利于开发拓展和迭代。
- 但每一种设计模式都有自己的特定场景，如果超过场景外的建设就需要额外考虑其他模式的运用。而不是非要生搬硬套，否则自己不清楚为什么这么做，也很难让后续者继续维护代码。而想要活学活用就需要多加练习，有实践的经历。
>原文链接：https://github.com/fuzhengwei/CodeGuide/blob/master/docs/md/develop/design-pattern/2020-07-07-%E9%87%8D%E5%AD%A6%20Java%20%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E3%80%8A%E5%AE%9E%E6%88%98%E6%A8%A1%E6%9D%BF%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E3%80%8B.md
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