命令模式
概述
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。
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→命令→接受者。
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。
命令模式结构示意图:
结构
命令模式包含以下主要角色:
- 抽象命令类(Command)角色: 定义命令的接口,声明执行的方法。
- 具体命令(Concrete Command)角色:具体的命令,实现命令接口;通常会持有接收者,并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
- 实现者/接收者(Receiver)角色: 接收者,真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者,只要它能够实现命令要求实现的相应功能。
- 调用者/请求者(Invoker)角色: 要求命令对象执行请求,通常会持有命令对象,可以持有很多的命令对象。这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方,也就是说相当于使用命令对象的入口。
示例
案例
将上面的案例用代码实现,那我们就需要分析命令模式的角色在该案例中由谁来充当。
服务员: 就是调用者角色,由她来发起命令。
资深大厨: 就是接收者角色,真正命令执行的对象。
订单: 命令中包含订单。
类图
代码
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| public class Order { private String tableNo; private HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
public String getTableNo() { return tableNo; }
public void setTableNo(String tableNo) { this.tableNo = tableNo; }
public HashMap<String, Integer> getMap() { return map; }
public void setMap(String name,Integer num) { map.put(name,num); } }
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| public class Chef { private String name;
public void setName(String name) { this.name = name; }
public void makeFood(int num, String food){ System.out.println(name+ "制作了---->"+num+"份"+food); } }
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| public interface Command { void execute(); }
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| public class OrderCommands implements Command{ private Chef chef; private Order order;
public OrderCommands(Chef chef, Order order) { this.chef = chef; this.order = order; }
@Override public void execute() { HashMap<String, Integer> map = order.getMap(); Set<String> orders = map.keySet();
orders.forEach(item->{ chef.makeFood(map.get(item),item); }); System.out.println("制作完成!!!"); } }
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| public class Waiter { private List<Command> commands = new ArrayList<>();
public void setCommands(Command command) { commands.add(command); }
public void orderExecute(){ commands.forEach(command -> { if(command != null){ command.execute(); } }); } }
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测试
优缺点
1,优点:
- 降低系统的耦合度。命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦。
- 增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类,它满足“开闭原则”,对扩展比较灵活。
- 可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合,将多个命令装配成一个组合命令,即宏命令。
- 方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合,实现命令的撤销与恢复。
2,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。
- 系统结构更加复杂。
使用场景
- 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦,使得调用者和接收者不直接交互。
- 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
- 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
JDK源码解析
Runable是一个典型命令模式,Runnable担当命令的角色,Thread充当的是调用者,start方法就是其执行方法
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| public interface Runnable { public abstract void run(); }
public class Thread implements Runnable { private Runnable target; public synchronized void start() { if (threadStatus != 0) throw new IllegalThreadStateException();
group.add(this);
boolean started = false; try { start0(); started = true; } finally { try { if (!started) { group.threadStartFailed(this); } } catch (Throwable ignore) { } } } private native void start0(); }
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会调用一个native方法start0(),调用系统方法,开启一个线程。而接收者是对程序员开放的,可以自己定义接收者。
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public class TurnOffThread implements Runnable{ private Receiver receiver; public TurnOffThread(Receiver receiver) { this.receiver = receiver; } public void run() { receiver.turnOFF(); } }
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public class Demo { public static void main(String[] args) { Receiver receiver = new Receiver(); TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver); Thread thread = new Thread(turnOffThread); thread.start(); } }
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