06.命令模式

命令模式

1. 是什么

根据百科定义:

在软件系统中,“ 行为请求者”与“ 行为实现者”通常呈现一种“ 紧耦合”。但在 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, 实现二者之间的松耦合。这就是 命令模式(Command Pattern)。

命令模式尝试以物件来代表实际行动。
意思是把一个行为封装成一个对象,一个行为对象绑定对于的行为执行者,使得行为的调用者和执行者之间松耦合,调用者并不知道行为(发出的命令)是怎么执行以及何时执行的。

2. 怎么用
  • 类图


    command.png
  • 示例
    业务场景,电视机的开关等;

  • Receiver接口

public interface Receiver {

    public void turnOn();

    public void turnOff();
}
  • Receiver实现类Tv
public class Tv implements Receiver {

    @Override
    public void turnOn() {
        System.out.println("turn on");

    }

    @Override
    public void turnOff() {
        System.out.println("turn off");

    }

}
  • command接口
public interface Command {

    public void execute();
}

  • 开机命令类
    (注意此处把命令行为抽象成对象)
public class CommandOn implements Command {
    private Tv myTv;

    public CommandOn(Tv tv) {
        myTv = tv;
    }

    public void execute() {
        myTv.turnOn();
    }

}
  • 关机命令
public class CommandOff implements Command {
    private Tv myTv;

    public CommandOff(Tv tv) {
        myTv = tv;
    }

    public void execute() {
        myTv.turnOff();
    }

}

  • 执行类
public class Invoker {
    private Command command;

    public Invoker(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void action() {
        this.command.execute();
    }
}
  • client类
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // receiver
        Tv rec = new Tv();
        // 开机命令
        Command command = new CommandOn(rec);
        // 类似遥控器
        Invoker invoker = new Invoker(command);
        invoker.action();

    }

}

以上便是命令模式的示例代码。看了之后不禁思考,明明可以只保留Tv类,仅仅在Client中使用以下代码来执行预期行为:

 public static void main(String[] args) {
        Tv tv = new Tv();
        tv.turnOn();
    }


为什么要使用所谓的命令模式,将一个动作的执行拆成三部分(Invoker,Command和Receiver)。此模式的解耦作用,在于何处呢?
试想现在要添加一个调节Tv亮度的行为(命令),需要在Tv中新加一个changeLight()方法,在client中,直接tv.changeLight()即可,无需再追加一个Command实现类。是这样吧。所以这种简单场景,并没有必要使用命令模式。

现在回到命令模式的概念上,但在 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。所以其使用场景在于要对行为进行“记录、撤销/重做、事务”的情况。
比如以下场景(来源:http://blog.csdn.net/zdsicecoco/article/details/51332440):

Command模式通常可应用到以下场景:

  1. Multi-level undo(多级undo操作)
    如果系统需要实现多级回退操作,这时如果所有用户的操作都以command对象的形式实现,系统可以简 单地用stack来保存最近执行的命令,如果用户需要执行undo操作,系统只需简单地popup一个最近的
    command对象然后执行它的undo()方法既可。
  2. Transactional behavior(原子事务行为)
    借助command模式,可以简单地实现一个具有原子事务的行为。当一个事务失败时,往往需要回退到执
    行前的状态,可以借助command对象保存这种状态,简单地处理回退操作。
  3. Progress bars(状态条)
    假如系统需要按顺序执行一系列的命令操作,如果每个command对象都提供一个 getEstimatedDuration()方法,那么系统可以简单地评估执行状态并显示出合适的状态条。
  4. Wizards(导航)
    通常一个使用多个wizard页面来共同完成一个简单动作。一个自然的方法是使用一个command对象来封
    装wizard过程,该command对象在第一个wizard页面显示时被创建,每个wizard页面接收用户输入并设
    置到该command对象中,当最后一个wizard页面用户按下“Finish”按钮时,可以简单地触发一个事件
    调用execute()方法执行整个动作。通过这种方法,command类不包含任何跟用户界面有关的代码,可以
    分离用户界面与具体的处理逻辑。
  5. GUI buttons and menu items(GUI按钮与菜单条等等)
    Swing系统里,用户可以通过工具条按钮,菜单按钮执行命令,可以用command对象来封装命令的执行。
  6. Thread pools(线程池)
    通常一个典型的线程池实现类可能有一个名为addTask()的public方法,用来添加一项工作任务到任务
    队列中。该任务队列中的所有任务可以用command对象来封装,通常这些command对象会实现一个通用的
    接口比如java.lang.Runnable。
  7. Macro recording(宏纪录)
    可以用command对象来封装用户的一个操作,这样系统可以简单通过队列保存一系列的command对象的状
    态就可以记录用户的连续操作。这样通过执行队列中的command对象,就可以完成"Play back"操作了。
  8. Networking
    通过网络发送command命令到其他机器上运行。
  9. Parallel Processing(并发处理)
    当一个调用共享某个资源并被多个线程并发处理时。
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