Java设计模式之命令模式

目录

定义

结构

案例

优点

缺点

使用场景

JDK源码解析

Thread中start与run方法的区别

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定义

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存储、传递、调用、增加与管理。

结构

命令模式包含以下主要角色：

• 抽象命令类角色： 定义命令的接口，声明执行的方法。
• 具体命令角色：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。

案例

抽象命令类

public interface Command {
    void execute();
}

 具体命令类

public class OrderCommand implements Command {

    //接收者对象
    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("去执行"+order.getTableNum()+"桌子的订单");
        Set ordersName = this.order.getOrder().keySet();
        for (String name : ordersName) {
            receiver.makeFood(name,order.getOrder().get(name));
        }
    }
}

接收类 

public class SeniorChef {
    public void makeFood(String name,Integer number){
        System.out.println("厨师提供了："+name+number+"份");
    }
}

//订单类。作为信息传递的媒介
public class Order {
    //订单号
    private String tableNum;
    //存储菜名与数量
    private Map order = new HashMap<>();

    public Order(String tableNum) {
        this.tableNum = tableNum;
    }

    public String getTableNum() {
        return tableNum;
    }

    public void setTableNum(String tableNum) {
        this.tableNum = tableNum;
    }

    public Map getOrder() {
        return order;
    }

    public void setOrder(String name, Integer number) {
        order.put(name,number);
    }
}

调用类 

public class Waiter {
    private List commands;//可以存储多个命令

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

    public void setCommand(Command command) {
        commands.add(command);
    }

    public void call(){
        System.out.println("服务生发出命令给厨师");
        for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {
            commands.get(i).execute();
        }
    }
}

测试 

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SeniorChef receive = new SeniorChef();
        Order order = new Order("1号");
        order.setOrder("食物A",2);
        Command command = new OrderCommand(receive, order);
        Waiter waiter = new Waiter();
        waiter.setCommand(command);
        waiter.call();
    }
}

服务生发出命令给厨师

去执行1号桌子的订单

厨师提供了：食物A2份

主要实现了请求者与接收者之间的解耦。

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。

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。但不至于类爆炸
• 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（Thread重写了Runnable中的run方法应该也是执行方法。）

这是抽象命令类，只有一个抽象方法run()。

这是调用者类，里面包含了Runable类的对象。

    public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

在调用方法中会调用一个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。

//具体命令类
public class TurnOffThread implements Runnable {
    //接收者
    private Receive receive;

    public TurnOffThread(Receive receive) {
        this.receive = receive;
    }

    @Override
    public void run() {
        receive.turnOff();
    }
}

//接收者类由程序员自己定义
public class Receive {
    public void turnOff(){
        System.out.println("关闭线程");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //接收者，自定义的
        Receive receive = new Receive();
        //具体命令角色，指定了接收者用于调用接收者的方法
        Runnable runnable = new TurnOffThread(receive);
        //调用者
    	//这里Thread指定了Runnable对象，那么在Thread初始化时，就会将该对象存储在创建出来的Thread对象中，Thread中的run方法调用的就是指定的Runnable对象
        Thread thread = new Thread(runnable);
        System.out.println(thread.getName()+"开始执行");
        thread.start();
        thread.run();
    }
}

Thread-0开始执行

关闭线程

关闭线程

Thread中start与run方法的区别

如果在客户端直接使用run方法相当于是在当前线程执行方法，并不会创建一个新的线程去执行。而start方法是创建出一个新的线程后，在新线程中去执行run方法。

源码中，start方法中调用了系统方法start0方法，作用是创建一个线程。而run方法是通过JVM自动调用。