设计模式（14）——命令模式

• 智能生活项目需求

我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装APP就可以控制对这些家电工作。
这些智能家电来自不同的厂家，我们不想针对每一种家电都安装一个APP，分别控制，我们希望只要一个APP就可以控制全部智能家电。
要实现一个APP控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂家都要提供一个统一的接口给APP调用，这时就可以考虑使用命令模式。
命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来。
在我们的例子中，动作的请求者是手机APP，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品。

命令模式

• 基本介绍
  • 命令模式（Command Pattern）：在软件设计中，我们经常需要向某些对象发送请求，但是不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，我们只需在程序运行时指定具体的请求接收者即可，此时，可以使用命令模式来进行设计。
  • 命令模式使得请求发送者与请求接收者消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，实现解耦。
  • 在命令模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求（即命令），同时命令模式也支持可撤销的操作。
  • 通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令（连接将军和士兵）。
    Invoker是调用者（将军），Receiver是被调用者（士兵），MyCommand是命令，实现了Command接口，持有接收对象
• 原理类图
  
• 对原理类图的说明-即（命令模式的角色及职责）
  • Invoker：是调用者角色
  • Command：是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类
  • Receiver：接收者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
  • ConrecteCommand：将一个接收者对象与一个动作绑定，调用接收者相应的操作，实现execute

命令模式解决智能生活项目

• 应用实例要求
  编写程序，使用命令模式，完成前面的智能家电项目
• 思路分析和图解
  
• 代码实现

package com.lm.command;

//创建命令接口
public interface Command {

	//执行动作（操作）
	public void execute();
	
	//撤销动作
	public void undo();
}

package com.lm.command;

//
public class LightReceiver {

	public void on() {
		System.out.println("电灯打开了");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println("电灯关闭了");
	}
}

package com.lm.command;

public class LightOnCommand implements Command {
	
	//聚合LightReceiver
	LightReceiver light;
	
	public LightOnCommand(LightReceiver light) {
		super();
		this.light = light;
	}

	@Override
	public void execute() {
		//调用接收者的方法
		light.on();
	}

	@Override
	public void undo() {
		//调用接收者的方法
		light.off();
	}

}

package com.lm.command;

public class LightOffCommand implements Command {
	
	//聚合LightReceiver
	LightReceiver light;
	
	public LightOffCommand(LightReceiver light) {
		super();
		this.light = light;
	}

	@Override
	public void execute() {
		light.off();
	}

	@Override
	public void undo() {
		light.on();
	}

}

package com.lm.command;

//没有任何命令，即空执行：用于初始化每个按钮，当调用空命令时，对象什么都不做
//其实，这样是一种设计模式，可以省掉对空判断
public class NoCommand implements Command {

	@Override
	public void execute() {

	}

	@Override
	public void undo() {

	}

}

package com.lm.command;

//
public class TVReceiver {

	public void on() {
		System.out.println("电视机打开了");
	}
	
	public void off() {
		System.out.println("电视机关闭了");
	}
}

package com.lm.command;

public class TVOnCommand implements Command {

	//聚合TVReceiver
	TVReceiver tv;
	
	public TVOnCommand(TVReceiver tv) {
		super();
		this.tv = tv;
	}

	@Override
	public void execute() {
		//调用接收者的方法
		tv.on();
	}

	@Override
	public void undo() {
		//调用接收者的方法
		tv.off();
	}

}

package com.lm.command;

public class TVOffCommand implements Command {

	//聚合TVReceiver
	TVReceiver tv;
	
	public TVOffCommand(TVReceiver tv) {
		super();
		this.tv = tv;
	}

	@Override
	public void execute() {
		tv.off();
	}

	@Override
	public void undo() {
		tv.on();
	}

}

package com.lm.command;

public class RemoteController {

	//开按钮的命令数组
	Command[] onCommands;
	Command[] offCommands;
	
	//执行撤销的命令
	Command undoCommand;
	
	//构造器，完成对按钮的初始化
	public RemoteController() {
		onCommands = new Command[5];
		offCommands = new Command[5];
		
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			onCommands[i] = new NoCommand();
			offCommands[i] = new NoCommand();
		}
	}
	
	//给我们的按钮设置你需要的命令
	public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
		onCommands[no] = onCommand;
		offCommands[no] = offCommand;
	}
	
	//按下开的按钮
	public void onButtonWasPushed(int no) {
		//找到你按下的开的按钮，并调用对应方法
		onCommands[no].execute();
		//记录这次的操作，用于撤销
		undoCommand = onCommands[no];
	}
	
	//按下关的按钮
	public void offButtonWasPushed(int no) {
		//找到你按下的关的按钮，并调用对应方法
		offCommands[no].execute();
		//记录这次的操作，用于撤销
		undoCommand = offCommands[no];
	}
	
	//按下撤销按钮
	public void undoButtonWasPushed() {
		undoCommand.undo();
	}
	
}

package com.lm.command;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//使用命令设计模式，完成通过遥控器，对电灯的操作
		
		//创建电灯的对象（接收者）
		LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
		
		//创建电灯相关的开关命令
		LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
		LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
		
		//需要一个遥控器
		RemoteController remoteController = new RemoteController();
		
		//给我们遥控器设置相关命令，比如 no = 0 是电灯的开和关操作
		remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
		
		System.out.println("----------按下灯的开按钮----------");
		remoteController.onButtonWasPushed(0);
		System.out.println("----------按下灯的关按钮----------");
		remoteController.offButtonWasPushed(0);
		System.out.println("----------按下灯的撤销按钮----------");
		remoteController.undoButtonWasPushed();
		
		
		System.out.println("==========使用遥控器操作电视机==========");
		
		
		TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();
		
		TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);
		TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);
		
		remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);
		
		System.out.println("----------按下电视机的开按钮----------");
		remoteController.onButtonWasPushed(1);
		System.out.println("----------按下电视机的关按钮----------");
		remoteController.offButtonWasPushed(1);
		System.out.println("----------按下电视机的撤销按钮----------");
		remoteController.undoButtonWasPushed();
	}

}

命令模式在Spring框架Jdbc Template应用的源码分析

• Spring框架的Jdbc Template 就使用到了命令模式
• 代码分析
  
• 模式角色分析说明
  • StatementCallback 接口，类似命令接口（Command）
  • class QueryStatementCallback implements StatementCallback, SqlProvider，匿名内部类，实现了命令接口，同时也充当命令接收者
  • 命令调用者是 JdbcTemplate，其中execute(StatementCallback action)方法中，调用action.doInStatement 方法。不同的实现StatementCallback 接口的对象，对于不同的doInStatement 实现逻辑
  • 另外实现StatementCallback 命令接口的子类还有 QueryStatementCallback、ExecuteStatementCallback、BatchUpdateStatementCallback、UpdateStatementCallback
    

命令模式的注意事项和细节

• 将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的execute()方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：“请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。
• 容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到队列，就可以多线程的执行命令
• 容易实现对请求的撤销和重做
• 命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在使用的时候要注意
• 空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦
• 命令模式经典的应用场景：界面的一个按钮都是一条命令、模拟CMD（DOS命令）、订单的撤销/恢复、触发-反馈机制