设计模式之命令模式

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1 概述

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。

2 结构

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。

3 案例

以餐馆,下单为例, 经过下单,服务员, 厨师,然后完成订单.

命令类

public interface Command {
    void execute();
}

订单命令类

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;
    }

    @Override
    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 {
            // 停顿一下 模拟做饭的过程
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }


        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的饭弄好了");
    }
}

订单类

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);
    }
}

厨师类

public class SeniorChef {

    public void makeFood(int num,String foodName) {
        System.out.println(num + "份" + foodName);
    }
}

服务员类

public class Waitor {

    // 可以持有很多的命令对象
    private ArrayList<Command> commands;

    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("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();
            }
        }
    }
}

测试类

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();
    }
}
/*
运行结果:
服务员：叮咚，大厨，新订单来了.......
1桌的订单：
1份西红柿鸡蛋面
2份小杯可乐
1桌的饭弄好了
3桌的订单：
1份尖椒肉丝盖饭
1份小杯雪碧
3桌的饭弄好了

*/

4 使用场景

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。

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。

5 JDK源码

以Runable为例. 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。

// 具体
public class TurnOffThread implements Runnable{
     private Receiver receiver;
    
     public TurnOffThread(Receiver receiver) {
     	this.receiver = receiver;
     }
     public void run() {
     	receiver.turnOFF();
     }
}

自定义类

public class Receiver {

    public void turnOFF() {
        System.out.println("我被运行了!!!!");
    }
}

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();
     }
}
/*
运行结果:
我被运行了!!!!

*/