java设计模式-命令模式

18，命令模式

18.1 命令模式的定义和特点

命令（Command）模式的定义如下：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。

命令模式的主要优点如下。

1. 通过引入中间件（抽象接口）降低系统的耦合度。
2. 扩展性良好，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，且满足“开闭原则”。
3. 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。
4. 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。
5. 可以在现有命令的基础上，增加额外功能。比如日志记录，结合装饰器模式会更加灵活。

其缺点是：

1. 可能产生大量具体的命令类。因为每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这会增加系统的复杂性。
2. 命令模式的结果其实就是接收方的执行结果，但是为了以命令的形式进行架构、解耦请求与实现，引入了额外类型结构（引入了请求方与抽象命令接口），增加了理解上的困难。不过这也是设计模式的通病，抽象必然会额外增加类的数量，代码抽离肯定比代码聚合更加难理解。

18.2 命令模式的结构与实现

18.2.1 命令模式的结构

1. 抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
2. 具体命令类（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，它拥有接收者对象，并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
3. 实现者/接收者（Receiver）角色：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者。
4. 调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。

18.2.2 代码实现

关系类图

Command

package com.zhuang.command;

/**
 * @Classname Command
 * @Description 抽象命令类
 * @Date 2021/3/27 10:25
 * @Created by dell
 */

public interface Command {
    void execute(); // 只需要定义一个统一的执行方法
}

OrderCommand

package com.zhuang.command;

/**
 * @Classname OrderCommand
 * @Description  具体命令类
 * @Date 2021/3/27 10:25
 * @Created by dell
 */

public class OrderCommand implements Command{

    //持有接受者对象
    private SeniorChef receiver;

    private Order order;

    public OrderCommand(SeniorChef receiver, Order order) {
        this.receiver = receiver;
        this.order = order;
    }

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println(order.getDiningTable()+"桌的订单：");
        for (String key : order.getFoodDic().keySet()) {
            receiver.makefood(order.getFoodDic().get(key),key);
        }
        try {
            Thread.sleep(1000); //模拟做饭 睡眠1秒
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(order.getDiningTable()+"桌的饭弄好了");
    }
}

Order

package com.zhuang.command;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @Classname Order
 * @Description 订单类
 * @Date 2021/3/27 10:34
 * @Created by dell
 */

public class Order {
    // 餐桌号码
    private int diningTable;

    //用来存储餐名并记录
    private Map<String, Integer> foodDic = new HashMap<String, Integer>();

    public int getDiningTable() {
        return diningTable;
    }

    public void setDiningTable(int diningTable) {
        this.diningTable = diningTable;
    }

    public Map<String, Integer> getFoodDic() {
        return foodDic;
    }

    public void setFoodDic(String name, int num) {
        foodDic.put(name, num);

    }
}

SeniorChef

package com.zhuang.command;

/**
 * @Classname SeniorChef
 * @Description 厨师类
 * @Date 2021/3/27 10:27
 * @Created by dell
 */

public class SeniorChef {
    //大厨师类 是命令的Receiver

    public void makefood(int num, String foodName) {
        System.out.println(num + "份" + foodName);
    }

}

Waitor

package com.zhuang.command;

import java.util.ArrayList;

/**
 * @Classname Waitor
 * @Description 服务员类
 * @Date 2021/3/27 10:30
 * @Created by dell
 */

public class Waitor {

    //可以持有很多命令对象
    private ArrayList<Command> commands;

    public Waitor() {
        commands = new ArrayList<Command>();
    }

    public void setCommands(Command cmd) {
        commands.add(cmd);
    }

    //发出命令 订单来了 大厨师开始执行命令
    public void orderUp() {
        System.out.println("来活了...");
        for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {
            Command cmd = commands.get(i);
            if (cmd != null) {
                cmd.execute();
            }
        }
    }
}

Client

package com.zhuang.command;

/**
 * @Classname Client
 * @Description 命令模式 测试类
 * @Date 2021/3/27 10:44
 * @Created by dell
 */

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建order
        Order order1 = new Order();
        order1.setDiningTable(1);
        order1.getFoodDic().put("西红柿炒鸡蛋", 1);
        order1.getFoodDic().put("罐装可乐", 2);

        Order order2 = new Order();
        order2.setDiningTable(2);
        order2.getFoodDic().put("酸溜土豆丝", 1);
        order2.getFoodDic().put("王老吉", 1);

        //创建接受者
        SeniorChef receiver = new SeniorChef();
        //将订单和接受者封装成命令对象
        OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver, order1);
        OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver, order2);
        //创建调用者 waitor
        Waitor invoke = new Waitor();
        invoke.setCommands(cmd1);
        invoke.setCommands(cmd2);

        //将订单给柜台 呼叫厨师
        invoke.orderUp();


    }
}

18.3 命令模式应用场景

• 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。

18.4 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

//命令接口(抽象命令角色)
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

//调用者
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();
}

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。

/**
 * jdk Runnable 命令模式
 *      TurnOffThread ： 属于具体
 */
public class TurnOffThread implements Runnable{
     private Receiver receiver;
    
     public TurnOffThread(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
     }
     public void run() {
        receiver.turnOFF();
     }
}

/**
 * 测试类
 */
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();
     }
}