Java設計模式之java命令模式詳解

命令模式的介紹

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命令模式是對命令的封裝。命令模式把發出命令的責任和執行命令的責任分割開,委派給不同的對象

每一個命令都是一個操作:請求的一方發出請求要求執行一個操作;接收的一方收到請求,並執行操作。命令模式允許請求的一方和接收的一方獨立開來,使得請求的一方不必知道接收請求的一方的接口,更不必知道請求是怎麼被接收,以及操作是否被執行、何時被執行,以及是怎麼被執行的。

角色

  • 客戶端(Client)角色:創建一個具體命令(ConcreteCommand)對象並確定其接收者。
  • 命令(Command)角色:聲明瞭一個給所有具體命令類的抽象接口。
  • 具體命令(ConcreteCommand)角色:定義一個接收者和行為之間的弱耦合;實現execute()方法,負責調用接收者的相應操作。execute()方法通常叫做執行方法。
  • 請求者(Invoker)角色:負責調用命令對象執行請求,相關的方法叫做行動方法。
  • 接收者(Receiver)角色:負責具體實施和執行一個請求。任何一個類都可以成為接收者,實施和執行請求的方法叫做行動方法。

訂單案例

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代碼演示

將客人點餐的請求封裝為一個請求對象,即訂單類

//將客人點餐的請求封裝為一個請求類
//即訂單類
public class Order
{
    //幾號桌點餐
    private  Integer diningTable;
    //當前桌客人點的菜品
    private Map<String,Integer> FoodDic=new HashMap<>();
    public Integer getDiningTable() {
        return diningTable;
    }
    public void setDiningTable(Integer diningTable) {
        this.diningTable = diningTable;
    }
    public Map<String, Integer> getFoodDic() {
        return FoodDic;
    }
    public void setFoodDic(String foodName,Integer num)
    {
        FoodDic.put(foodName,num);
    }
}

抽象命令類

//抽象命令類
public abstract class Command
{
    //執行命令的抽象方法
    public abstract void execute();
}

具體命令類—訂單命令

//具體訂單命令
public class OrderCommand extends Command {
    //持有接受者對象和訂單對象
    private SeniorChef chef;
    private Order order;
    //通過構造函數為屬性賦值
    OrderCommand(SeniorChef seniorChef,Order order)
    {
        this.chef=seniorChef;
        this.order=order;
    }
    //通過調用接受者對象的方法,來執行命令的具體邏輯行為
    @Override
    public void execute()
    {
        System.out.println(order.getDiningTable()+"號桌的訂單");
        //遍歷集合: key-->foodName value--->食物點瞭幾份
        order.getFoodDic().forEach((key,value)->{
            chef.makeFood(key,value);
        });
    }
}

接收者

//廚師類
public class SeniorChef
{
    //制作食物
    public void makeFood(String name,Integer num)
    {
        System.out.println("制作"+name+"  "+num+"份");
    }
}

請求者

//服務員類----發送請求(命令)者
public class Waitor
{
      //命令可能有多個
    List<Command> commadns= Lists.newArrayList();
    //將命令放入到集合中
    public void setCmd(Command cmd)
    {
        commadns.add(cmd);
    }
    //發起命令功能
    public void OrderUp()
    {
        System.out.println("訂單來瞭.....");
        //遍歷List集合
        commadns.forEach(cmd->{
            if(cmd!=null)
                //命令有效就執行
                cmd.execute();
        });
    }
}

客戶端

        //創建訂單對象---請求被包裝成一個類
        Order order=new Order();
        order.setDiningTable(1);
        order.setFoodDic("大雞腿",2);
        //創建廚師對象---接收者
        SeniorChef chef=new SeniorChef();
        //創建命令類--組合接受者和具體請求
        Command command=new OrderCommand(chef,order);
        //創建服務員---調用者
        Waitor waitor=new Waitor();
        //將命令組合進去
        waitor.setCmd(command);
        //執行命令
        waitor.OrderUp();

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命令模式的優點

命令允許請求的一方和接收請求的一方能夠獨立演化,從而具有以下的優點:

(1)命令模式使新的命令很容易地被加入到系統裡。

(2)允許接收請求的一方決定是否要否決請求。

(3)能較容易地設計一個命令隊列。

(4)可以容易地實現對請求的撤銷和恢復====>可以結合備忘錄模式實現

(5)在需要的情況下,可以較容易地將命令記入日志。

下面以一個示意性的系統,說明命令模式的結構。

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命令模式的初衷:對命令請求者(Invoker)和命令實現者(Receiver)的解耦,方便對命令進行各種控制。

適用場景

  • 命令的發送者和命令執行者有不同的生命周期。命令發送瞭並不是立即執行。
  • 命令需要進行各種管理邏輯。
  • 需要支持撤消\重做操作(這種狀況的代碼大傢可以上網搜索下,有很多,這裡不進行詳細解讀)。

示例代碼

接收者角色類

public class Receiver {
    /**
     * 真正執行命令相應的操作
     */
    public void action(){
        System.out.println("執行操作");
    }
}

抽象命令角色類

public interface Command {
    /**
     * 執行方法
     */
    void execute();
}

具體命令角色類

public class ConcreteCommand implements Command {
    //持有相應的接收者對象
    private Receiver receiver = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public ConcreteCommand(Receiver receiver){
        this.receiver = receiver;
    }
    @Override
    public void execute() {
        //通常會轉調接收者對象的相應方法,讓接收者來真正執行功能
        receiver.action();
    }
}

請求者角色類

public class Invoker {
    /**
     * 持有命令對象
     */
    private Command command = null;
    /**
     * 構造方法
     */
    public Invoker(Command command){
        this.command = command;
    }
    /**
     * 行動方法
     */
    public void action(){
        command.execute();
    }
}

客戶端角色類

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //創建接收者
        Receiver receiver = new Receiver();
        //創建命令對象,設定它的接收者
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);
        //創建請求者,把命令對象設置進去
        Invoker invoker = new Invoker(command);
        //執行方法
        invoker.action();
    }
}

通過一個command命令類,實現接收者與執行者的解耦操作

應用

宏命令—-執行一組命令

所謂宏命令簡單點說就是包含多個命令的命令,是一個命令的組合。

示例代碼

系統需要一個代表宏命令的接口,以定義出具體宏命令所需要的接口。

public interface MacroCommand extends Command {
    /**
     * 宏命令聚集的管理方法
     * 可以添加一個成員命令
     */
    public void add(Command cmd);
    /**
     * 宏命令聚集的管理方法
     * 可以刪除一個成員命令
     */
    public void remove(Command cmd);
}

具體的宏命令MacroAudioCommand類負責把個別的命令合成宏命令。

public class MacroAudioCommand implements MacroCommand {
    private List<Command> commandList = new ArrayList<Command>();
    /**
     * 宏命令聚集管理方法
     */
    @Override
    public void add(Command cmd) {
        commandList.add(cmd);
    }
    /**
     * 宏命令聚集管理方法
     */
    @Override
    public void remove(Command cmd) {
        commandList.remove(cmd);
    }
    /**
     * 執行方法
     */
    @Override
    public void execute() {
        for(Command cmd : commandList){
            cmd.execute();
        }
    }
}

客戶端類

public class Julia {
    public static void main(String[]args){
        //創建接收者對象
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
        //創建命令對象
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
        MacroCommand marco = new MacroAudioCommand();
        marco.add(playCommand);
        marco.add(rewindCommand);
        marco.add(stopCommand);
        marco.execute();
    }
}

總結

更松散的耦合

命令模式使得發起命令的對象——客戶端,和具體實現命令的對象——接收者對象完全解耦,也就是說發起命令的對象完全不知道具體實現對象是誰,也不知道如何實現。

更動態的控制

命令模式把請求封裝起來,可以動態地對它進行參數化、隊列化和日志化等操作,從而使得系統更靈活。

很自然的復合命令

命令模式中的命令對象能夠很容易地組合成復合命令,也就是宏命令,從而使系統操作更簡單,功能更強大。

更好的擴展性

由於發起命令的對象和具體的實現完全解耦,因此擴展新的命令就很容易,隻需要實現新的命令對象,然後在裝配的時候,把具體的實現對象設置到命令對象中,然後就可以使用這個命令對象,已有的實現完全不用變化。

JDK源碼解析 Runable是一個典型命令模式,Runnable擔當命令的角色,Thread充當的是調用者,start方法就是其執行方法

//命令接口(抽象命令角色)
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
​
//調用者
public class Thread implements Runnable {
    private Runnable target;
    public synchronized void start() {
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();
​
        group.add(this);
​
        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
            }
        }
    }
    private native void start0();
}

會調用一個native方法start0(),調用系統方法,開啟一個線程。

而接收者是對程序員開放的,可以自己定義接收者。

/**
 * jdk Runnable 命令模式
 *      TurnOffThread : 屬於具體
 */
public class TurnOffThread implements Runnable{
     private Receiver receiver;
     public TurnOffThread(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
     }
     public  void run() {
        receiver.turnOFF();
     }
**
 * 測試類
 */
public class Demo {
     public static void main(String[] args) {
         Receiver receiver = new Receiver();
         TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver);
         Thread thread = new Thread(turnOffThread);
         thread.start();
     }
}

總結

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