行为型模式 - 命令模式(Command Pattern)

简介: 行为型模式 - 命令模式(Command Pattern)

前言

一、命令模式概述

日常生活中,我们出去吃饭都会遇到下面的场景。

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命令模式定义: 将一个请求封装为一个对象,使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通,这样方便将命令对象进行存储、传递、调用、增加与管理。

二、命令模式结构

命令模式包含以下主要角色:

  • 抽象命令类(Command)角色: 定义命令的接口,声明执行的方法。
  • 具体命令(Concrete Command)角色:具体的命令,实现命令接口;通常会持有接收者,并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
  • 实现者/接收者(Receiver)角色: 接收者,真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者,只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
  • 调用者/请求者(Invoker)角色: 要求命令对象执行请求,通常会持有命令对象,可以持有很多的命令对象。这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方,也就是说相当于使用命令对象的入口。

三、命令模式案例实现

将上面的案例用代码实现,那我们就需要分析命令模式的角色在该案例中由谁来充当。

  • 服务员: 就是调用者角色,由她来发起命令。
  • 资深大厨: 就是接收者角色,真正命令执行的对象。
  • 订单: 命令中包含订单。

类图如下:

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代码如下:

public interface Command {  
   void execute();//只需要定义一个统一的执行方法  
}  
public class OrderCommand implements Command {  
   //持有接受者对象  
   private SeniorChef receiver;  
   private Order order;  
   public OrderCommand(SeniorChef receiver, Order order){  
       this.receiver = receiver;  
       this.order = order;  
  }  
   public void execute() {  
       System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的订单:");  
       Set<String> keys = order.getFoodDic().keySet();  
       for (String key : keys) {  
           receiver.makeFood(order.getFoodDic().get(key),key);  
      }  
       try {  
           Thread.sleep(100);//停顿一下 模拟做饭的过程  
      } catch (InterruptedException e) {  
           e.printStackTrace();  
      }  
       System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的饭弄好了");  
  }  
}  
public class Order {  
   // 餐桌号码  
   private int diningTable;  
   // 用来存储餐名并记录份数  
   private Map<String, Integer> foodDic = new HashMap<String, Integer>();  
   public int getDiningTable() {  
       return diningTable;  
  }  
   public void setDiningTable(int diningTable) {  
       this.diningTable = diningTable;  
  }  
   public Map<String, Integer> getFoodDic() {  
       return foodDic;  
  }  
   public void setFoodDic(String name, int num) {  
       foodDic.put(name,num);  
  }  
}  
// 资深大厨类 是命令的Receiver  
public class SeniorChef {  
   public void makeFood(int num,String foodName) {  
       System.out.println(num + "份" + foodName);  
  }  
}  
public class Waitor {  
   private ArrayList<Command> commands;//可以持有很多的命令对象  
   public Waitor() {  
       commands = new ArrayList();  
  }  
   public void setCommand(Command cmd){  
       commands.add(cmd);  
  }  
   // 发出命令 喊 订单来了,厨师开始执行  
   public void orderUp() {  
       System.out.println("美女服务员:叮咚,大厨,新订单来了.......");  
       for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {  
           Command cmd = commands.get(i);  
           if (cmd != null) {  
               cmd.execute();  
          }  
      }  
  }  
}  
public class Client {  
   public static void main(String[] args) {  
       //创建2个order  
       Order order1 = new Order();  
       order1.setDiningTable(1);  
       order1.getFoodDic().put("西红柿鸡蛋面",1);  
       order1.getFoodDic().put("小杯可乐",2);  
       Order order2 = new Order();  
       order2.setDiningTable(3);  
       order2.getFoodDic().put("尖椒肉丝盖饭",1);  
       order2.getFoodDic().put("小杯雪碧",1);  
       //创建接收者  
       SeniorChef receiver=new SeniorChef();  
       //将订单和接收者封装成命令对象  
       OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver, order1);  
       OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver, order2);  
       //创建调用者 waitor  
       Waitor invoker = new Waitor();  
       invoker.setCommand(cmd1);  
       invoker.setCommand(cmd2);  
       //将订单带到柜台 并向厨师喊 订单来了  
       invoker.orderUp();  
  }  
}

四、命令模式优缺点

  • 优点:
  • 降低系统的耦合度。命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
  • 增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类,它满足“开闭原则”,对扩展比较灵活。
  • 可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合,将多个命令装配成一个组合命令,即宏命令。
  • 方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合,实现命令的撤销与恢复。
  • 缺点:
  • 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。
  • 系统结构更加复杂。

五、命令模式使用场景

  • 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦,使得调用者和接收者不直接交互。
  • 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
  • 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。

六、JDK源码解析

Runable是一个典型命令模式,Runnable担当命令的角色,Thread充当的是调用者,start方法就是其执行方法

//命令接口(抽象命令角色)  
public interface Runnable {  
public abstract void run();  
}  
//调用者  
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();  
}

会调用一个native方法start0(),调用系统方法,开启一个线程。而接收者是对程序员开放的,可以自己定义接收者。

/**  
* jdk Runnable 命令模式  
* TurnOffThread : 属于具体  
*/  
public class TurnOffThread implements Runnable{  
    private Receiver receiver;  
    public TurnOffThread(Receiver receiver) {  
    this.receiver = receiver;  
    }  
    public void run() {  
    receiver.turnOFF();  
    }  
}
/**  
* 测试类  
*/  
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();  
    }  
}

后记

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