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命令模式

author iconJava陈序员原创💡calendar icon2022年6月24日category icon
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命令模式

1.1 应用实例

  1. 买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装 App 就可以控制对这些家电工作。
  2. 这些智能家电来自不同的厂家，不想针对每一种家电都安装一个 App，分别控制，希望只要一个 App 就可以控制全部智能家电。
  3. 要实现一个 App 控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给 App 调用，这时就可以考虑使用命令模式。
  4. 命令模式可将""动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来。
  5. 在这个例子中，动作的请求者是手机 App，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。

1.2 命令模式

1.2.1 基本介绍

  1. 命令模式（Command Pattern）：在软件设计中，经常需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计。

  2. 命令模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦。

  3. 在命令模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求(即命名)，同时命令模式也支持可撤销的操作。

  4. 通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令(连接将军和士兵)。

    Invoker 是调用者（将军），receiver 是被调用者（士兵），MyCommand 是命令，实现了 Command 接口，持有接收对象。

1.2.2 原理类图

image-20220731212134257

对原理类图的说明-即(命名模式的角色及职责)

  1. Invoker: 是调用者角色
  2. Command: 命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类
  3. Receiver: 接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
  4. ConcreteCommand: 将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现 execute() 、undo()

1.2.3 代码实现

  1. 思路分析和图解

    image-20220731212246626

  2. 代码实现

    public interface ICommand {

    /**
     * 执行方法
     */
    public void execute();

    /**
     * 撤销方法
     */
    public void undo();
}

    public class Lamp {

    public void on () {
        System.out.println("灯打开了...");
    }

    public void off () {
        System.out.println("灯关闭了...");
    }
}

    public class LampOnCommand implements ICommand{

    private Lamp lamp;

    public LampOnCommand(Lamp lamp) {
        this.lamp = lamp;
    }

    @Override
    public void execute() {
        lamp.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        lamp.off();
    }
}

    public class LampOffCommand implements ICommand{


    private Lamp lamp;

    public LampOffCommand(Lamp lamp) {
        this.lamp = lamp;
    }

    @Override
    public void execute() {
        lamp.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        lamp.on();
    }
}

    public class RemoteController {

    // 创建一组命令集合
    private List<ICommand> commandList = new ArrayList<>();

    public RemoteController(ICommand command) {
        this.commandList.add(command);
    }

    public RemoteController(List<ICommand> commandList) {
        this.commandList.addAll(commandList);
    }

    public void doAction(int index) {
        commandList.get(index).execute();
    }

    public void cancelAction(int index) {
        commandList.get(index).undo();
    }
}

    public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建命令接收者
        Lamp lamp = new Lamp();

        // 2.创建开灯的命令
        LampOnCommand lampOnCommand = new LampOnCommand(lamp);

        // 3.创建关灯的命令
        LampOffCommand lampOffCommand = new LampOffCommand(lamp);

        // 4.使用遥控器开关灯
        List<ICommand> commandList = new ArrayList<>();
        commandList.add(lampOnCommand);
        commandList.add(lampOffCommand);
        RemoteController remoteController = new RemoteController(commandList);

        // 开灯
        remoteController.doAction(0);
        // 撤销开灯
        remoteController.cancelAction(0);

        // 关灯
        remoteController.doAction(1);
        // 撤销关灯
        remoteController.cancelAction(1);

        // 输出
        // 灯打开了...
        // 灯关闭了...
        // 灯关闭了...
        // 灯打开了...

    }
}

1.3 命令模式在 Spring 框架 JDBCTemplate 应用的源码分析

  1. Spring框架的JdbcTemplate就使用到了命令模式

  2. 代码分析

    public class JdbcTemplate extends JdbcAccessor implements JdbcOperations {
    // ...
    @Nullable
    public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException {
        // ...

        class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider {
            QueryStatementCallback() {
            }
        }
        
        // ...
    }
    
    @Nullable
    private <T> T execute(StatementCallback<T> action, boolean closeResources) throws DataAccessException {
        // ...
        T result = action.doInStatement(stmt);
        this.handleWarnings(stmt);
        // ...
    }
    
    // ...
}

    @FunctionalInterface
public interface StatementCallback<T> {
    @Nullable
    T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException, DataAccessException;
}

  3. 模式角色分析说明

    • StatementCallback 接口，类似命令接口(Command)
    • class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>,SqlProvider, 匿名内部类， 实现了命令接口，同时也充当命令接收者
    • 命令调用者是 JdbcTemplate , 其中 execute(StatementCallback<T>action) 方法中，调用 action.doInStatement 方法，不同的实现 StatementCallback 接口的对象，对应不同的 doInStatemnt实现逻辑
    • 另外实现 StatementCallback 命令接口的子类还有 QueryStatementCallback

1.4 命令模式的注意事项和细节

  1. 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的 execute() 方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：”请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。
  2. 设计一个命令队列，只要把命令对象放到列队，就可以多线程的执行命令。
  3. 容易实现对请求的撤销和重做。
  4. 命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在在使用的时候要注意。
  5. 空命令也是一种设计模式，省去了判空的操作。
  6. 命令模式经典的应用场景：界面的一个按钮都是一条命令、模拟CMD（DOS命令）订单的撤销/恢复、触发-反馈机制。
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