概述
命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。
每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。
命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化，从而具有以下的优点：
（1）命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。
（2）允许接收请求的一方决定是否要否决请求。
（3）能较容易地设计一个命令队列。
（4）可以容易地实现对请求的撤销和恢复。
（5）在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。
角色
- 客户端(Client)角色： 创建一个 ConcreteCommand，并设置其接受者。
- 命令(Command)角色： 为所有的命令申明一个接口。调用命令对象的 execute 方法就可以让接受者执行相关的动作，同事接口还具备一个 undo() 撤回方法。
- 具体命令(ConcreteCommand)角色： 定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute()方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。调用者只需要调用 execute 方法就可以发出请求，然后由 ConcreteCommand 调用接受者的一个或者多个动作。
- 调用者(Invoker)角色： 调用者持有一个命令对象，提供一个触发方法调用命令对象的 execute 方法，将命令执行。
- 接收者(Receiver)角色： 负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。
执行流程
- 客户端创建一个命令对象。
- 客户端在调用者对象上调用 setCommand 方法。
- 在未来合适的时间点，调用者调用命令对象的 execute 方法。
- 命令通过调用者委托到对应的接受者执行。完成任务。
场景模拟
一个全能遥控器 6个可编程插槽（每个可以指定一个不同的家电装置），用来控制家电（电视、空调、冰箱、音响）。每个插槽有对应的 [开] 和 [关] 按钮。同时还具备一个整体一键撤回按钮。撤回需求是这样的，比如电灯是关的，然后按下开启按钮电灯就开了。现在假如按下撤销按钮，那么上一个动作将会翻转。在这里，电灯将会关闭。
插槽连接对应的家电，开关是对应的指令。每个家电对应两个指令，分别是 【开】和【关】按键。
许多家电都有 on() 和 off() 方法，除此之外还有一些 setVolumn()、setTV()、setTemperature() 方法。
我们总不能 写 if slot1 == Light then light.on()。
代码实现
命令接受者角色
首先我们拥有很多家电。他们其实就是不同命令的接受者执行。
- 灯
package com.zero.headfirst.command.receiver; public class Light { public void on() { System.out.println("打开电灯。"); } public void off() { System.out.println("关灯。"); } }
- 音响
package com.zero.headfirst.command.receiver; public class Stereo { public void on() { System.out.println("打开音响"); } public void off() { System.out.println("关闭音响"); } public void setCD() { System.out.println("放入CD"); } public void setVolume() { System.out.println("音响音量设置为20"); } }
命令角色
首先让所有的命令对象实现该接口，分别有命令执行与撤回
package com.zero.headfirst.command; /** * 命令(Command)角色 */ public interface Command { /** * 命令执行 */ void execute(); /** * 命令撤销 */ void undo(); }
具体命令角色
- 定义开灯命令，实现 execute 。持有 命令接受者 灯的引用，从而当调用者调用 execute 将委托给对应的 灯执行开灯操作。
package com.zero.headfirst.command.impl; import com.zero.headfirst.command.Command; import com.zero.headfirst.command.receiver.Light; public class LightOnCommand implements Command { /** * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行开灯 */ private Light light; @Override public void execute() { light.on(); } @Override public void undo() { light.off(); } /** * 设置命令的接受者 * @param light */ public void setLight(Light light) { this.light = light; } }
- 定义关灯命令
package com.zero.headfirst.command.impl; import com.zero.headfirst.command.Command; import com.zero.headfirst.command.receiver.Light; public class LightOffCommand implements Command { /** * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行 */ private Light light; @Override public void execute() { light.off(); } @Override public void undo() { light.on(); } public void setLight(Light light) { this.light = light; } }
- 定义打开音响命令
package com.zero.headfirst.command.impl; import com.zero.headfirst.command.Command; import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo; /** * 音响开指令 */ public class StereoOnCommand implements Command { private Stereo stereo; @Override public void execute() { stereo.on(); stereo.setCD(); stereo.setVolume(); } @Override public void undo() { stereo.off(); } public void setStereo(Stereo stereo) { this.stereo = stereo; } }
- 定义关闭音响命令
package com.zero.headfirst.command.impl; import com.zero.headfirst.command.Command; import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo; public class StereoOffCommand implements Command { private Stereo stereo; public void setStereo(Stereo stereo) { this.stereo = stereo; } @Override public void execute() { stereo.off(); } @Override public void undo() { stereo.on(); stereo.setCD(); stereo.setVolume(); } }
剩下的打开电视机、关闭电视机、打开空调、关闭空调的就不一一写了。都是一样的模板套路。具体代码可以查阅 GitHub地址： https://github.com/UniqueDong/zero-design-stu 中的 headfirst 包下代码。
调用者角色
其实就是我们的遥控器。
package com.zero.headfirst.command; import com.zero.headfirst.command.impl.NoCommand; import java.util.Arrays; /** * 调用者：遥控器 */ public class RemoteControl { /** * 一共4个家电插槽，每个插槽有 开与关命令。 */ private Command[] onCommands; private Command[] offCommands; //用来保存前一个命令，用来实现撤销功能 private Command undoCommand; /** * 通过构造器初始化开关数组 */ public RemoteControl() { onCommands = new Command[4]; offCommands = new Command[4]; //初始化所有插槽为空指令 Command noCommand = new NoCommand(); for (int i = 0; i < 4; i++) { onCommands[i] = noCommand; offCommands[i] = noCommand; } //一开始没有所谓的前一个命令，所以默认无指令 undoCommand = noCommand; } /** * 设置指定插槽对应的按钮指令 * @param slot 插槽位置 * @param onCommand 开指令 * @param offCaommand 关指令 */ public void setCommand(int slot,Command onCommand, Command offCaommand) { onCommands[slot] = onCommand; offCommands[slot] = offCaommand; } /** * 模拟按下指定插槽对应的【开】按键 */ public void pressOnButton(int slot) { onCommands[slot].execute(); //将当前指令记录下来，用于在撤销的时候能执行命令对应的 undo 方法从而实现撤销功能 undoCommand = onCommands[slot]; } /** * 模拟按下指定插槽对应的【关】按键 */ public void pressOffButton(int slot) { offCommands[slot].execute(); undoCommand = offCommands[slot]; } /** * 撤销功能 */ public void pressUndoButton() { undoCommand.undo(); } @Override public String toString() { return "RemoteControl{" + "onCommands=" + Arrays.toString(onCommands) + ", offCommands=" + Arrays.toString(offCommands) + '}'; } }
客户端角色
获取遥控器，并且拿到灯、空调等命令接受者。分别创建对应的 【开】，【关】指令。
链接到对应的插槽。当按下按钮的时候触发指定的指令。
package com.zero.headfirst.command; import com.zero.headfirst.command.impl.*; import com.zero.headfirst.command.receiver.AirConditioning; import com.zero.headfirst.command.receiver.Light; import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo; import com.zero.headfirst.command.receiver.TV; /** * 客户端角色 */ public class CommandClient { public static void main(String[] args) { //创建一个遥控器-调用者角色 RemoteControl remoteControl = new RemoteControl(); //1. 创建电灯-接受者角色 Light light = new Light(); //创建开灯、关灯命令-命令具体角色 LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(); lightOnCommand.setLight(light); LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(); lightOffCommand.setLight(light); //调用者设置电灯插槽以及对应的开关按键指令-调用者角色 remoteControl.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand); // 2. 设置音响插槽与对应按键指令 Stereo stereo = new Stereo(); StereoOnCommand stereoOnCommand = new StereoOnCommand(); stereoOnCommand.setStereo(stereo); StereoOffCommand stereoOffCommand = new StereoOffCommand(); stereoOffCommand.setStereo(stereo); remoteControl.setCommand(1, stereoOnCommand, stereoOffCommand); //3. 空调 AirConditioning airConditioning = new AirConditioning(); AirConditioningOnCommand airConditioningOnCommand = new AirConditioningOnCommand(); airConditioningOnCommand.setAirConditioning(airConditioning); AirConditioningOffCommand airConditioningOffCommand = new AirConditioningOffCommand(); airConditioningOffCommand.setAirConditioning(airConditioning); remoteControl.setCommand(2, airConditioningOnCommand, airConditioningOffCommand); //4. 电视 TV tv = new TV(); TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(); tvOnCommand.setTv(tv); TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(); tvOffCommand.setTv(tv); remoteControl.setCommand(3, tvOnCommand, tvOffCommand); //模拟按键 System.out.println("-------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视----"); remoteControl.pressOnButton(0); remoteControl.pressOnButton(1); remoteControl.pressOnButton(2); remoteControl.pressOnButton(3); System.out.println("------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调--------"); remoteControl.pressOffButton(0); remoteControl.pressOffButton(1); remoteControl.pressOffButton(3); System.out.println("----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销----"); remoteControl.pressOnButton(0); remoteControl.pressOffButton(0); //一键撤销 remoteControl.pressUndoButton(); } }
测试结果
-------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视---- 打开电灯。 打开音响 放入CD 音响音量设置为20 打开空调 空调温度设置28° 打开电视 设置频道为宇宙电视台 电视音量设置为20 ------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调-------- 关灯。 关闭音响 关闭电视 ----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销---- 打开电灯。 关灯。 打开电灯。
总结
使用场景：
- 工作队列：在某一端添加指令，只要是实现命令模式的对象都可以放到队列里。另外一端是线程。线程进项下面的工作：从队列取出一个命令，然后调用execute 方法，调用完后将该命令丢弃，再继续取下一个命令。
- 线程池。
