设计模式学习(六)——命令模式

一.需求

小王开了一家奶茶店,店里只有小王和他老婆两个人,俩人既负责接单,又负责制作奶茶。

每当有顾客到来,小王或者他老婆都会热心的问:欢迎光临,请问喝点什么?这个时候,老顾客早已经想好了自己喜欢喝的,直接就说了需要哪款奶茶,大杯还是小杯,加不加冰等等;但是很多新顾客第一次来,并不太知道店里都有哪些奶茶,往往要犹豫比较一番,这样一来,经常就会出现顾客排队的情况,后面的老顾客等的很着急,前面的新顾客还在不停的询问和观望。

新店开了两天,聪明的小王已经发现了这个问题,经常排队既影响销量,又影响客户的体验,必须尽快解决才好。

二.初步尝试

小王想到的最简单,最直接的办法就是加人,服务员多了,自然能接待更多的顾客,卖出更多的奶茶,于是,小王又招了两名员工做奶茶。现在店里一共有4个人,四个人站成一排接待顾客,每个人都负责询问客户的需求,制作奶茶,以及收银。

果然人多还是力量大,4个人的确比2个人效率提高了不少。我们来看一下目前小王店里的经营模式:

从2名员工到4名员工

可以看出,从原来的2个人到现在的4个人,店里的经营模式其实并没有发生本质的变化,只是扩容了而已,就好比运行一个服务的服务器原来有2台,上线后发现压力大,又增加了2台。当然这种方式确实能够快速解决问题。但缺点也是显而易见的:成本急剧增长。

果然,月底核算本月营收的时候,小王就发现了虽然卖出的奶茶不少,但是刨去房租、员工工资、原材料等成本,利润却少的可怜。

三.更好的方案

小王去了一些更大的奶茶店去参观,也去了麦当劳、肯德基这些更大的快餐连锁店学习他们的经营模式。

经过一番认真观察,小王发现了这些店都有一个共同的模式:少量的员工负责接受订单,其他更多的员工负责全力制作餐饮,接单员只需要把订单给后厨,并不需要跟他们交流,因为客户的所有需求都已经非常清楚的写在订单上了,这样一来,更多的员工可以集中精力制作奶茶,效率大大提高。

小王回去后立刻改进了经营模式:裁撤一名员工,只保留3人,自己负责处理客户订单以及收银,每当打好一张订单,就交给老婆以及另一名奶茶妹制作奶茶。

这样一来,就最大限度的利用了时间,充分的并行:订单处理通常很快,所以一个人就够了,制作奶茶更耗时,所以多个人同时进行。更重要的是,进行了职责分离,且无需沟通:小王只负责接单和收银,老婆和奶茶妹只负责做奶茶,减少沟通就意味着节约时间,提升效率。

再来看看改进后的经营模式:

改进的经营模式

代码实现如下:

// 奶茶订单
class MilkTeaOrder implements Runnable{
    private String teaName; // 奶茶名称
    private String describe; // 奶茶描述
    private String no; // 订单编号,此处使用下单时间戳+4位随机数
    private MilkTeaSister milkTeaSister; // 订单由哪一位奶茶妹处理

    public MilkTeaOrder(String teaName, String describe, String no, MilkTeaSister milkTeaSister) {
        this.teaName = teaName;
        this.describe = describe;
        this.no = no;
        this.milkTeaSister = milkTeaSister;
    }

    @Override
    public void run() {
        milkTeaSister.makeMilkTea(no, teaName, describe);
    }

    public String getTeaName() {
        return teaName;
    }

    public void setTeaName(String teaName) {
        this.teaName = teaName;
    }

    public String getDescribe() {
        return describe;
    }

    public void setDescribe(String describe) {
        this.describe = describe;
    }

    public String getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(String no) {
        this.no = no;
    }

    public MilkTeaSister getMilkTeaSister() {
        return milkTeaSister;
    }

    public void setMilkTeaSister(MilkTeaSister milkTeaSister) {
        this.milkTeaSister = milkTeaSister;
    }
}

// 服务员,负责接收订单,收银
class Waiter {

    public MilkTeaOrder takeOrder(String name, String describe, MilkTeaSister milkTeaSister) {
        MilkTeaOrder order = new MilkTeaOrder(name, describe, getOrderNo(), milkTeaSister);
        System.out.println("收到订单" + order.getNo() + ":" + name + "," + describe);
        return order;
    }

    public void charge(MilkTeaOrder order) {
        System.out.println("订单" + order.getNo() + "收银");
    }

    private String getOrderNo() {
        long time = System.currentTimeMillis();
        int random = new Random().nextInt(9000) + 1000;
        return time +"" + random;
    }
}

// 奶茶妹,负责制作奶茶
class MilkTeaSister {
    private int no; // 奶茶妹编号

    public MilkTeaSister(int no) {
        this.no = no;
    }

    public void makeMilkTea(String orderNo, String teaName, String describe) {
                System.out.println(no + " 号奶茶妹完成订单" + orderNo + ":"
                        + teaName + "," + describe);
    }
}
public class MilkTeaShop {
    public static void main(String[] args) {
        Waiter waiter = new Waiter();
        MilkTeaSister milkTeaSister1 = new MilkTeaSister(1);
        MilkTeaSister milkTeaSister2 = new MilkTeaSister(2);
        ExecutorService milkTeaProductLines = Executors.newFixedThreadPool(2);
        MilkTeaOrder order1 = waiter.takeOrder("珍珠奶茶", "大杯,加冰", milkTeaSister1);
        waiter.charge(order1);
        milkTeaProductLines.execute(order1);
        MilkTeaOrder order2 = waiter.takeOrder("布丁奶茶", "小杯,不加冰", milkTeaSister2);
        waiter.charge(order2);
        milkTeaProductLines.execute(order2);
        MilkTeaOrder order3 = waiter.takeOrder("经典奶茶", "大杯,加冰", milkTeaSister1);
        waiter.charge(order3);
        milkTeaProductLines.execute(order3);
        MilkTeaOrder order4 = waiter.takeOrder("芒果奶茶", "小杯,不加冰", milkTeaSister2);
        waiter.charge(order4);
        milkTeaProductLines.execute(order4);

    }
}

运行程序:

收到订单15007930962538856:珍珠奶茶,大杯,加冰
订单15007930962538856收银
收到订单15007930962573813:布丁奶茶,小杯,不加冰
订单15007930962573813收银
收到订单15007930962586470:经典奶茶,大杯,加冰
订单15007930962586470收银
收到订单15007930962587787:芒果奶茶,小杯,不加冰
订单15007930962587787收银
1 号奶茶妹完成订单15007930962538856:珍珠奶茶,大杯,加冰
1 号奶茶妹完成订单15007930962586470:经典奶茶,大杯,加冰
2 号奶茶妹完成订单15007930962587787:芒果奶茶,小杯,不加冰
2 号奶茶妹完成订单15007930962573813:布丁奶茶,小杯,不加冰

在上面的代码中,我们运用了java的线程池,并固定为2个线程执行,每个订单放在一个线程中去执行,如果订单多于两个,则会排队等待,前面的订单处理完后就会自动处理后续排队的订单。

四.模式总结

下面该隆重介绍我们今天的主角了——命令模式!

定义

命令模式将“请求”封装成对象,从而实现请求调用者和请求执行者的解耦。调用者无需了解执行细节,只需执行请求对象,即可实现请求的最终执行。

在我们上面的例子中,请求调用者就是接单员,请求执行者就是奶茶妹,客户和奶茶妹之前并没有之间的沟通,而是通过订单,订单就相当于是被封装起来的具体操作(包含了需要的奶茶以及说明)。我们将具体的奶茶需求与奶茶妹封装成订单,这样每个订单就是可以被独立执行的:哪个奶茶杯负责制作哪款奶茶。

使用场景

系统中的请求者和执行者需要解耦,不直接交互。
典型的使用场景比如:
遥控器:我们只需按下命令按钮,就可以实现具体的操作,不必关心背后的具体行为。

遥控器

工作队列:将任务以及任务执行者封装成一个一个的任务,排成队列,依次执行。这样,任务可以在方便的时候被执行,调用者则可以不必一直等待。任务也可以被多线程执行。我们上面的方案中就是一个工作队列。

工作队列
类图
命令模式类图

命令模式主要包含3种角色:
调用者:需求方,需要完成某种具体的任务。含有命令的引用。
命令:封装了“请求”的对象,含有接收者的引用。
接收者:负责具体的任务执行。

可以看出,调用者和接收者之间是解耦的,他们通过Command对象来作为沟通桥梁。

优点

(1)降低系统耦合度
(2)满足开闭原则,新增命令,只需实现Command接口即可

缺点

可能会生成大量的具体命令类,增加维护成本。

参考资料

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