Java设计模式：四、行为型模式-09：模板模式

奋斗灵猿2023-09-02 21:36

文章目录

  • 一、定义：模板模式
  • 二、模拟场景：模板模式
  • 三、改善代码：模板模式
    • [3.0 引入依赖](#3.0 引入依赖)
    • [3.1 工程结构](#3.1 工程结构)
    • [3.2 模板模式结构图](#3.2 模板模式结构图)
    • [3.3 爬取商品生成海报实现](#3.3 爬取商品生成海报实现)
      • [3.3.1 HTTP获取连接类](#3.3.1 HTTP获取连接类)
      • [3.3.2 定义执行顺序的抽象类](#3.3.2 定义执行顺序的抽象类)
      • [3.3.3 当当爬取抽象实现类](#3.3.3 当当爬取抽象实现类)
      • [3.3.4 京东爬取抽象实现类](#3.3.4 京东爬取抽象实现类)
      • [3.3.5 淘宝爬取抽象实现类](#3.3.5 淘宝爬取抽象实现类)
    • [3.4 单元测试](#3.4 单元测试)
  • 四、总结：模板模式

一、定义：模板模式

  • 模板模式 ：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，但不涉及 独立访问 的方法。

二、模拟场景：模板模式

  • 模拟爬虫各类电商商品，生成营销推广海报场景。
  • 模板模式的核心点在于：
    • 由抽象类定义抽象方法执行策略，也就是说父类规定好了 一系列的执行标准，这些标准串联成一整套业务流程。
  • 在这个场景中模拟爬虫爬取各类商家的商品信息，生成推广海报，赚取商品返利。
  • 整个爬取过程分为三个步骤：模拟登录、爬取信息、生成海报。
    • 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。所以这三个步骤可以使用模板模式来设定，并有具体的场景做子类实现。

三、改善代码：模板模式

💡 模板模式的业务场景可能在世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，只有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。
  • 在模拟场景中，只需要记住三步实现：模拟登录、爬取信息、生成海报。

3.0 引入依赖

xml 复制代码 
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.62</version>
    </dependency>
    <!-- LOGGING begin -->
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-api</artifactId>
        <version>1.7.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
        <version>1.7.5</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>ch.qos.logback</groupId>
        <artifactId>logback-classic</artifactId>
        <version>1.0.9</version>
        <exclusions>
            <exclusion>
                <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                <groupId>org.slf4j</groupId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>
</dependencies>

3.1 工程结构

jsx 复制代码 
design-step-22
|------src
	|------main
		|--java
			|--com.lino.design
				|--impl
				|		|--DangDangNetMall.java
				|		|--JDNetMall.java
				|		|--TaoBaoNetMall.java
				|-HttpClient.java
				|-NetMall.java
		|--test
			|--com.lino.design.test
				|-ApiTest.java

3.2 模板模式结构图

  • 一个定义了抽象方法执行顺序的核心抽象类，以及三个模拟具体的实现(京东、淘宝、当当)的电商服务。

3.3 爬取商品生成海报实现

3.3.1 HTTP获取连接类

HttpClient.java

java 复制代码 
package com.lino.design;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**
 * @description: http请求类
 */
public class HttpClient {

    public static String doGet(String httpUrl) {
        HttpURLConnection connection = null;
        InputStream is = null;
        BufferedReader br = null;
        String result = null;
        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
            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, StandardCharsets.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();
                }
            }

            // 关闭远程连接
            assert connection != null;
            connection.disconnect();
        }

        return result;
    }
}

3.3.2 定义执行顺序的抽象类

NetMall.java

java 复制代码 
package com.lino.design;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.operations.Bool;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.util.Map;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * @description: 抽象模板
 */
public abstract class NetMall {

    protected Logger logger = LoggerFactory.getLogger(NetMall.class);

    protected final Pattern p9 = Pattern.compile("(?<=title\\>).*(?=</title)");

    /**
     * 用户ID
     */
    String uId;
    /**
     * 用户密码
     */
    String uPwd;

    public NetMall(String uId, String uPwd) {
        this.uId = uId;
        this.uPwd = uPwd;
    }

    /**
     * 生成商品推广海报
     *
     * @param skuUrl 商品url地址
     * @return 推广海报
     */
    public String generateGoodsPoster(String skuUrl) {
        // 1.验证登录
        if (!login(uId, uPwd)) {
            return null;
        }
        // 2.爬虫商品
        Map<String, String> reptile = reptile(skuUrl);
        // 3.组装海报
        return createBase64(reptile);
    }

    /**
     * 模拟登录
     *
     * @param uId  用户ID
     * @param uPwd 用户密码
     * @return 登录结果
     */
    protected abstract Boolean login(String uId, String uPwd);

    /**
     * 爬虫提取商品信息(登录后的优惠价格)
     *
     * @param skuUrl 商品Url地址
     * @return 商品信息
     */
    protected abstract Map<String, String> reptile(String skuUrl);

    /**
     * 生成商品推广海报
     *
     * @param goodsInfo 商品信息
     * @return 推广海报
     */
    protected abstract String createBase64(Map<String, String> goodsInfo);
}
  • 这个类是模板模式的灵魂。
  • 定义可外被外部访问的方法 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，让外部继承实现。
    • login：模拟登录。
    • reptile：爬虫提取商品信息(登录后的优惠价格)。
    • createBase64：生成商品推广海报。

3.3.3 当当爬取抽象实现类

DangDangNetMall.java

java 复制代码 
package com.lino.design.impl;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.lino.design.HttpClient;
import com.lino.design.NetMall;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * @description: 当当抽象实现类
 */
public class DangDangNetMall extends NetMall {

    public DangDangNetMall(String uId, String uPwd) {
        super(uId, uPwd);
    }

    @Override
    protected Boolean login(String uId, String uPwd) {
        logger.info("模拟当当用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
        return true;
    }

    @Override
    protected Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
        String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
        Matcher m9 = p9.matcher(str);
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
        if (m9.find()) {
            map.put("name", m9.group());
        }
        map.put("price", "4548.00");
        logger.info("模拟当当商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
        return map;
    }

    @Override
    protected String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        logger.info("模拟生成当当商品base64海报");
        return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
    }
}

3.3.4 京东爬取抽象实现类

JDNetMall.java

java 复制代码 
package com.lino.design.impl;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.lino.design.HttpClient;
import com.lino.design.NetMall;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * @description: 京东抽象实现类
 */
public class JDNetMall extends NetMall {

    public JDNetMall(String uId, String uPwd) {
        super(uId, uPwd);
    }

    @Override
    protected Boolean login(String uId, String uPwd) {
        logger.info("模拟京东用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
        return true;
    }

    @Override
    protected Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
        String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
        Matcher m9 = p9.matcher(str);
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
        if (m9.find()) {
            map.put("name", m9.group());
        }
        map.put("price", "5999.00");
        logger.info("模拟京东商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
        return map;
    }

    @Override
    protected String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        logger.info("模拟生成京东商品base64海报");
        return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
    }
}

3.3.5 淘宝爬取抽象实现类

TaoBaoNetMall.java

java 复制代码 
package com.lino.design.impl;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.lino.design.HttpClient;
import com.lino.design.NetMall;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.regex.Matcher;

/**
 * @description: 淘宝抽象实现类
 */
public class TaoBaoNetMall extends NetMall {

    public TaoBaoNetMall(String uId, String uPwd) {
        super(uId, uPwd);
    }

    @Override
    protected Boolean login(String uId, String uPwd) {
        logger.info("模拟淘宝用户登录 uId：{} uPwd：{}", uId, uPwd);
        return true;
    }

    @Override
    protected Map<String, String> reptile(String skuUrl) {
        String str = HttpClient.doGet(skuUrl);
        Matcher m9 = p9.matcher(str);
        Map<String, String> map = new ConcurrentHashMap<>();
        if (m9.find()) {
            map.put("name", m9.group());
        }
        map.put("price", "4799.00");
        logger.info("模拟淘宝商品爬虫解析：{} | {} 元 {}", map.get("name"), map.get("price"), skuUrl);
        return map;
    }

    @Override
    protected String createBase64(Map<String, String> goodsInfo) {
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        logger.info("模拟生成淘宝商品base64海报");
        return encoder.encode(JSON.toJSONString(goodsInfo).getBytes());
    }
}

💡 模拟登录、爬取信息、生成海报由三个实现类分别实现。

3.4 单元测试

ApiTest.java

java 复制代码 
package com.lino.design.test;

import com.lino.design.NetMall;
import com.lino.design.impl.JDNetMall;
import jdk.nashorn.internal.scripts.JD;
import org.junit.Test;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * @description: 单元测试
 */
public class ApiTest {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ApiTest.class);

    private String JD_URL = "https://item.jd.com/100008348542.html";
    private String TAO_BAO_URL = "https://detail.tmall.com/item.htm";
    private String DANG_DANG_URL = "http://product.dangdang.com/1509704171.html";

    @Test
    public void test_NetMall() {
        NetMall netMall = new JDNetMall("100001", "******");
        String base64 = netMall.generateGoodsPoster(JD_URL);
        logger.info("测试结果：{}", base64);
    }
}
  • 测试类提供了三个商品连接，也可以是其他商品的连接。
  • 爬取的成功模拟爬取京东商品，可以替换为其他商品服务。new JDNetMall、 new DangDangNetMall 、 new TaoBaoNetMall

测试结果

java 复制代码 
10:36:08.491 [main] INFO  com.lino.design.NetMall - 模拟京东用户登录 uId：100001 uPwd：******
10:36:09.582 [main] INFO  com.lino.design.NetMall - 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
10:36:09.582 [main] INFO  com.lino.design.NetMall - 模拟生成京东商品base64海报
10:36:09.615 [main] INFO  com.lino.design.test.ApiTest - 测试结果：eyJwcmljZSI6IjU5OTkuMDAiLCJuYW1lIjoi44CQQXBwbGVpUGhvbmUgMTHjgJFBcHBsZSBpUGhv
bmUgMTEgKEEyMjIzKSAxMjhHQiDpu5HoibIg56e75Yqo6IGU6YCa55S15L+hNEfmiYvmnLog5Y+M
5Y2h5Y+M5b6F44CQ6KGM5oOFIOaKpeS7tyDku7fmoLwg6K+E5rWL44CRLeS6rOS4nCJ9

四、总结：模板模式

  • 通过上面的实现可以看到 模板模式 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这不用关心调用逻辑，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。
  • 模板模式也是对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。
    • 这样提取公共代码，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。
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