【设计模式】命令模式

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。

基本介绍

• 意图：将一个请求封装成一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。

• 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。

• 何时使用：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。

• 如何解决：通过调用者调用接受者执行命令，顺序：调用者→接受者→命令。

• 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

• 应用实例：struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个，相当于 Invoker，而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类，相当于具体的 Command。

• 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。

• 使用场景：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。

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。

概括

命令模式基本介绍

1. 命令模式（Command Pattern）：在软件设计中，我们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，我们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. 命名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. 在命名模式中，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

命令模式的原理类图

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：是命令角色，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

我的理解

相当于医生开的处方（请求命令），由抓药的人员进行抓药（执行）
皇帝下圣旨给太监（命令对象），交给对应的官员。

应用实例

智能生活项目需求
看一个具体的需求

1. 我们买了一套智能家电，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，我们不想针对每一种家电都安装一个 App，分别控制，我们希望只要一个 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. 在我们的例子中，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

使用命令模式

应用实例要求

1. 编写程序，使用命令模式 完成前面的智能家电项目
2. 思路分析和图解
   

   

代码实现

LightReceiver

package com.nemo.command;


public class LightReceiver {

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

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

TVReceiver

package com.nemo.command;

public class TVReceiver {

    public void on() {
        System.out.println(" 电视机打开了.. ");
    }

    public void off() {
        System.out.println(" 电视机关闭了.. ");
    }
}

Command

package com.nemo.command;

//创建命令接口
public interface Command {

    //执行动作(操作) 
    public void execute();
    //撤销动作(操作) 
    public void undo();
}

NoCommand

package com.nemo.command;

/**
*没有任何命令，即空执行: 用于初始化每个按钮,当调用空命令时，对象什么都不做
*其实，这样是一种设计模式,可以省掉对空判断
*@author Administrator
*
*/
public class NoCommand implements Command {

    @Override
    public void execute() {}

    @Override
    public void undo() {}
}

TVOffCommand

package com.nemo.command;

public class TVOffCommand implements Command {

    // 聚 合 TVReceiver
    TVReceiver tv;

    // 构造器
    public TVOffCommand(TVReceiver tv) {
        super();
        this.tv = tv;
    }


    @Override
    public void execute() {
        // 调用接收者的方法
        tv.off();
    }


    @Override
    public void undo() {
        // 调用接收者的方法
        tv.on();
    }
}

TVOnCommand

package com.nemo.command;

public class TVOnCommand implements Command {

    // 聚 合 TVReceiver 
    TVReceiver tv;

    // 构造器
    public TVOnCommand(TVReceiver tv) { 
        super();
        this.tv = tv;
    }


    @Override
    public void execute() {
        // 调用接收者的方法
        tv.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        // 调用接收者的方法
        tv.off();
    }
}

LightOffCommand

package com.nemo.command;

public class LightOffCommand implements Command {

    // 聚 合 LightReceiver 
    LightReceiver light;
    
    // 构造器
    public LightOffCommand(LightReceiver light) { 
        super();
        this.light = light;
    }


    @Override
    public void execute() {
        // 调用接收者的方法
        light.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        // 调用接收者的方法
        light.on();
    }
}

LightOnCommand

package com.nemo.command;

public class LightOnCommand implements Command {

    //聚合 LightReceiver 
    LightReceiver light;
    
    //构造器
    public LightOnCommand(LightReceiver light) { 
        super();
        this.light = light;
    }


    @Override
    public void execute() {
        //调用接收者的方法 
        light.on();
    }

    @Override
    public void undo() {
        //调用接收者的方法
        light.off();
    }
}

RemoteController

package com.nemo.command;

public class RemoteController {

    // 开 按钮的命令数组
    Command[] onCommands; 
    Command[] offCommands;

    // 执行撤销的命令
    Command undoCommand;

    // 构造器，完成对按钮初始化
    public RemoteController() {
        onCommands = new Command[5]; 
        offCommands = new Command[5];

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            onCommands[i] = new NoCommand(); 
            offCommands[i] = new NoCommand();
        }
    }

    // 给我们的按钮设置你需要的命令
    public void setCommand(int no,Command onCommand,Command offCommand) { 
        onCommands[no] = onCommand;
        offCommands[no] = offCommand;
    }

    // 按下开按钮
    public void onButtonWasPushed(int no) { // no 0
        // 找到你按下的开的按钮， 并调用对应方法
        onCommands[no].execute();

        // 记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = onCommands[no];
    }

    // 按下开按钮
    public void offButtonWasPushed(int no) { // no 0
        // 找到你按下的关的按钮，并调用对应方法
        offCommands[no].execute();
        // 记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = offCommands[no];
    }

    // 按下撤销按钮
    public void undoButtonWasPushed() { 
        undoCommand.undo();
    }
}

Client

package com.nemo.command;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //使用命令设计模式，完成通过遥控器，对电灯的操作

        //创建电灯的对象(接受者)
        LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();

        //创建电灯相关的开关命令
        LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
        LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);

        //需要一个遥控器
        RemoteController remoteController = new RemoteController();

        //给我们的遥控器设置命令,比如 no = 0  是电灯的开和关的操作
        remoteController.setCommand(0,lightOnCommand,lightOffCommand);

        System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------"); 
        remoteController.onButtonWasPushed(0); 

        System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------"); 
        remoteController.offButtonWasPushed(0); 

        System.out.println("--------按下撤销按钮-----------"); 
        remoteController.undoButtonWasPushed();


        System.out.println("=========使用遥控器操作电视机=========="); 
        TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();

        TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver); 
        TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);

        //给我们的遥控器设置命令,比如 no = 1  是电视机的开和关的操作
        remoteController.setCommand(1,tvOnCommand,tvOffCommand);

        System.out.println("--------按下电视机的开按钮-----------");
        remoteController.onButtonWasPushed(1); 

        System.out.println("--------按下电视机的关按钮-----------"); 
        remoteController.offButtonWasPushed(1); 

        System.out.println("-------- 按 下 撤 销 按 钮 -----------"); 
        remoteController.undoButtonWasPushed();
    }
}

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
   

   

3. 模式角色分析说明

• StatementCallback 接口,类似命令接口(Command)
• class QueryStatementCallback implements StatementCallback,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 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、
  

  

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. 容易设计一个命令队列。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，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦。
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