java23种设计模式（十四） -- 命令模式（行为设计模式）

命令模式

介绍

命令模式在我们通常的互联网开发中相对来说用的比较少，但这样的模式在我们的日常中却经常使用到，那就是Ctrl+C、Ctrl+V。当然如果你开发过一些桌面应用，也会感受到这样设计模式的应用场景。从这样的模式感受上，可以想到这是把逻辑实现与操作请求进行分离，降低耦合方便扩展。

命令模式是行为模式中的一种，以数据驱动的方式将命令对象，可以使用构造函数的方式传递给调用者。调用者再提供相应的实现为命令执行提供操作方法。可能会感觉这部分有一些饶，可以通过对代码的实现进行理解，在通过实操来熟练。

在这个设计模式的实现过程中有如下几个比较重要的点；

• 抽象命令类；声明执行命令的接口和方法
• 具体的命令实现类；接口类的具体实现，可以是一组相似的行为逻辑
• 实现者；也就是为命令做实现的具体实现类
• 调用者；处理命令、实现的具体操作者，负责对外提供命令服务

结构

命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开，委派给不同的对象。

每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化，从而具有以下的优点：

（1）命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。

（2）允许接收请求的一方决定是否要否决请求。

（3）能较容易地设计一个命令队列。

（4）可以容易地实现对请求的撤销和恢复。

（5）在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。

下面以一个示意性的系统，说明命令模式的结构。

命令模式涉及到五个角色，它们分别是：

●客户端(Client)角色：创建一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。

●命令(Command)角色：声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。

●具体命令(ConcreteCommand)角色：定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute()方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。

●请求者(Invoker)角色：负责调用命令对象执行请求，相关的方法叫做行动方法。

●接收者(Receiver)角色：负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

实战

AudioPlayer系统

小女孩茱丽(Julia)有一个盒式录音机，此录音机有播音(Play)、倒带(Rewind)和停止(Stop)功能，录音机的键盘便是请求者(Invoker)角色；茱丽(Julia)是客户端角色，而录音机便是接收者角色。Command类扮演抽象命令角色，而PlayCommand、StopCommand和RewindCommand便是具体命令类。茱丽(Julia)不需要知道播音(play)、倒带(rewind)和停止(stop)功能是怎么具体执行的，这些命令执行的细节全都由键盘(Keypad)具体实施。茱丽(Julia)只需要在键盘上按下相应的键便可以了。

录音机是典型的命令模式。录音机按键把客户端与录音机的操作细节分割开来。

项目结构图

接收者角色，由录音机类扮演

public class AudioPlayer {
    
    public void play(){
        System.out.println("播放...");
    }
    
    public void rewind(){
        System.out.println("倒带...");
    }
    
    public void stop(){
        System.out.println("停止...");
    }
}

抽象命令角色类

public interface Command {
    /**
     * 执行方法
     */
    public void execute();
}

具体命令角色类

public class PlayCommand implements Command {

    private AudioPlayer myAudio;
    
    public PlayCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    /**
     * 执行方法
     */
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.play();
    }

}

public class RewindCommand implements Command {

    private AudioPlayer myAudio;
    
    public RewindCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.rewind();
    }

}

public class StopCommand implements Command {
    private AudioPlayer myAudio;
    
    public StopCommand(AudioPlayer audioPlayer){
        myAudio = audioPlayer;
    }
    @Override
    public void execute() {
        myAudio.stop();
    }

}

请求者角色，由键盘类扮演

public class Keypad {
    private Command playCommand;
    private Command rewindCommand;
    private Command stopCommand;
    
    public void setPlayCommand(Command playCommand) {
        this.playCommand = playCommand;
    }
    public void setRewindCommand(Command rewindCommand) {
        this.rewindCommand = rewindCommand;
    }
    public void setStopCommand(Command stopCommand) {
        this.stopCommand = stopCommand;
    }
    /**
     * 执行播放方法
     */
    public void play(){
        playCommand.execute();
    }
    /**
     * 执行倒带方法
     */
    public void rewind(){
        rewindCommand.execute();
    }
    /**
     * 执行播放方法
     */
    public void stop(){
        stopCommand.execute();
    }
}

测试类

public class ApiTest {

    @Test
    public void testCommand() {
        //创建接收者对象
        AudioPlayer audioPlayer = new AudioPlayer();
        //创建命令对象
        Command playCommand = new PlayCommand(audioPlayer);
        Command rewindCommand = new RewindCommand(audioPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(audioPlayer);
        //创建请求者对象
        Keypad keypad = new Keypad();
        keypad.setPlayCommand(playCommand);
        keypad.setRewindCommand(rewindCommand);
        keypad.setStopCommand(stopCommand);
        //测试
        keypad.play();
        keypad.rewind();
        keypad.stop();
        keypad.play();
        keypad.stop();
    }
}

优点

• 更松散的耦合
  命令模式使得发起命令的对象——客户端，和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦，也就是说发起命令的对象完全不知道具体实现对象是谁，也不知道如何实现。
• 更动态的控制
  命令模式把请求封装起来，可以动态地对它进行参数化、队列化和日志化等操作，从而使得系统更灵活。
• 很自然的复合命令
  命令模式中的命令对象能够很容易地组合成复合命令，也就是宏命令，从而使系统操作更简单，功能更强大。
• 更好的扩展性
  由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦，因此扩展新的命令就很容易，只需要实现新的命令对象，然后在装配的时候，把具体的实现对象设置到命令对象中，然后就可以使用这个命令对象，已有的实现完全不用变化。