设计模式之命令模式 Java实例讲解 + 线程池中的应用场景

简介: 设计模式之命令模式 Java实例讲解 + 线程池中的应用场景

2.2 命令模式

示例代码git地址 : https://gitee.com/zyxscuec/Design-pattern.git

文章目录

(1)概念

命令模式(Command Pattern)是一种数据驱动的设计模式,它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中,并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令。

主要解决:在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。

(2)适用场景

认为是命令的地方都可以使用命令模式,比如: 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。 2、模拟 CMD。

在某些场合,比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理,这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下,如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦?将一组行为抽象为对象,可以实现二者之间的松耦合。

注意事项:系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作,也可以考虑使用命令模式,见命令模式的扩展。

(3)代码示例

关键代码:定义三个角色:1、received 真正的命令执行对象 2、Command 3、invoker 使用命令对象的入口

我们首先创建作为命令的接口 Order,然后创建作为请求的 Stock 类。实体命令类 BuyStockSellStock,实现了 Order 接口,将执行实际的命令处理。创建作为调用对象的类 Broker,它接受订单并能下订单。

Broker 对象使用命令模式,基于命令的类型确定哪个对象执行哪个命令。CommandPatternDemo,我们的演示类使用 Broker 类来演示命令模式。

创建一个命令接口。

package com.alibaba.design.commandpattern;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-8:57
 */
public interface Order {
    void execute();
}

创建一个请求类。

package com.alibaba.design.commandpattern;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-8:57
 */
public class Stock {
    private String name = "Tom";
    private int quantity = 10;
    public void buy(){
        System.out.println("Stock [ Name: "+name+", Quantity: " + quantity +" ] bought");
    }
    public void sell(){
        System.out.println("Stock [ Name: "+name+", Quantity: " + quantity +" ] sold");
    }
}

创建实现了 Order 接口的实体类。

  • BuyStock
package com.alibaba.design.commandpattern;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-8:59
 */
public class BuyStock implements Order {
    private Stock abcStock;
    public BuyStock(Stock abcStock){
        this.abcStock = abcStock;
    }
    @Override
    public void execute() {
        abcStock.buy();
    }
}
  • SellStock
package com.alibaba.design.commandpattern;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-9:00
 */
public class SellStock implements Order {
    private Stock abcStock;
    public SellStock(Stock abcStock){
        this.abcStock = abcStock;
    }
    @Override
    public void execute() {
        abcStock.sell();
    }
}

创建命令调用类。

package com.alibaba.design.commandpattern;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-9:01
 */
public class Broker {
    private List<Order> orderList = new ArrayList<Order>();
    public void takeOrder(Order order){
        orderList.add(order);
    }
    public void placeOrders(){
        for (Order order : orderList) {
            order.execute();
        }
        orderList.clear();
    }
}
package com.alibaba.design.commandpattern;
/**
 * @author zhouyanxiang
 * @create 2020-08-2020/8/1-9:02
 */
public class CommandPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Stock abcStock = new Stock();
        BuyStock buyStockOrder = new BuyStock(abcStock);
        SellStock sellStockOrder = new SellStock(abcStock);
        Broker broker = new Broker();
        broker.takeOrder(buyStockOrder);
        broker.takeOrder(sellStockOrder);
        broker.placeOrders();
    }
}

执行程序,输出结果:

(4)该模式在源码中的应用

典型的java.lang.Runable和线程池中都有用到命令模式

来看一下Runable的源码

Runable:任务抽象,也就是“命令”;线程池通过submit和execute调用

java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor线程池中的源码

/**
     * Executes the given task sometime in the future.  The task
     * may execute in a new thread or in an existing pooled thread.
     *
     * If the task cannot be submitted for execution, either because this
     * executor has been shutdown or because its capacity has been reached,
     * the task is handled by the current {@code RejectedExecutionHandler}.
     *
     * @param command the task to execute
     * @throws RejectedExecutionException at discretion of
     *         {@code RejectedExecutionHandler}, if the task
     *         cannot be accepted for execution
     * @throws NullPointerException if {@code command} is null
     */
    public void execute(Runnable command) {
        if (command == null)
            throw new NullPointerException();
        /*
         * Proceed in 3 steps:
         *
         * 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to
         * start a new thread with the given command as its first
         * task.  The call to addWorker atomically checks runState and
         * workerCount, and so prevents false alarms that would add
         * threads when it shouldn't, by returning false.
         *
         * 2. If a task can be successfully queued, then we still need
         * to double-check whether we should have added a thread
         * (because existing ones died since last checking) or that
         * the pool shut down since entry into this method. So we
         * recheck state and if necessary roll back the enqueuing if
         * stopped, or start a new thread if there are none.
         *
         * 3. If we cannot queue task, then we try to add a new
         * thread.  If it fails, we know we are shut down or saturated
         * and so reject the task.
         */
        int c = ctl.get();
        if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {
            if (addWorker(command, true))
                return;
            c = ctl.get();
        }
        if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {
            int recheck = ctl.get();
            if (! isRunning(recheck) && remove(command))
                reject(command);
            else if (workerCountOf(recheck) == 0)
                addWorker(null, false);
        }
        else if (!addWorker(command, false))
            reject(command);
    }
    /**
     * Initiates an orderly shutdown in which previously submitted
     * tasks are executed, but no new tasks will be accepted.
     * Invocation has no additional effect if already shut down.
     *
     * <p>This method does not wait for previously submitted tasks to
     * complete execution.  Use {@link #awaitTermination awaitTermination}
     * to do that.
     *
     * @throws SecurityException {@inheritDoc}
     */
    public void shutdown() {
        final ReentrantLock mainLock = this.mainLock;
        mainLock.lock();
        try {
            checkShutdownAccess();
            advanceRunState(SHUTDOWN);
            interruptIdleWorkers();
            onShutdown(); // hook for ScheduledThreadPoolExecutor
        } finally {
            mainLock.unlock();
        }
        tryTerminate();
    }

(5)命令模式的优缺点

  • 优点:
    1、降低了系统耦合度。
    2、新的命令可以很容易添加到系统中去。
  • 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。


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