每天学习一个设计模式（十四）：行为型之命令模式
一、基本概念
命令模式是一个高内聚的模式，其定义为：Encapsulate a request as an object,thereby letting youparameterize clients with different requests,queue or log requests,and support undoable operations.（将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能。）
二、通俗解释
COMMAND命令模式：俺有一个MM家里管得特别严，没法见面，只好借助于她弟弟在我们俩之间传送信息，她对我有什么指示，就写一张纸条让她弟弟带给我。这不，她弟弟又传送过来一个COMMAND，为了感谢他，我请他吃了碗杂酱面，哪知道他说：“我同时给我姐姐三个男朋友送COMMAND，就数你最小气，才请我吃面。” 命令模式：命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。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。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来，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，以及操作是否执行，何时被执行以及是怎么被执行的。系统支持命令的撤消。
三、命令模式详解
1.命令模式的通用模版
命令模式的通用类图如图所示。
在该类图中，我们看到三个角色：
●Receive接收者角色
该角色就是干活的角色，命令传递到这里是应该被执行的，具体到我们上面的例子中就是Group的三个实现类。
●Command命令角色
需要执行的所有命令都在这里声明。
●Invoker调用者角色
接收到命令，并执行命令。在例子中，我（项目经理）就是这个角色。
命令模式比较简单，但是在项目中非常频繁地使用，因为它的封装性非常好，把请求方（Invoker）和执行方（Receiver）分开了，扩展性也有很好的保障，通用代码比较简单。我们先阅读一下Receiver类。
public abstract class Receiver {
/**
* 抽象接收者，定义每个接收者都必须完成的业务
*/
public abstract void doSomething();
}很奇怪，为什么Receiver是一个抽象类？那是因为接收者可以有多个，有多个就需要定义一个所有特性的抽象集合——抽象的接收者，其具体的接收者如下：
public class ConcreteReceiver1 extends Receiver {
@Override
public void doSomething() {
//业务逻辑
}
}
public class ConcreteReceiver2 extends Receiver {
@Override
public void doSomething() {
//业务逻辑
}
}接收者可以是N个，这要依赖业务的具体定义。命令角色是命令模式的核心，其抽象的命令类如下：
public abstract class Command {
/**
* 每个命令类都必须有一个执行命令的方法
*/
public abstract void execute();
}根据环境的需求，具体的命令类也可以有N个，其实现类如下：
public class ConcreteCommand1 extends Command {
/**
* 对哪个Receiver类进行命令处理
*/
private Receiver receiver;
/**
* 构造函数传递接收者
*
* @param receiver
*/
public ConcreteCommand1(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
//业务逻辑
this.receiver.doSomething();
}
}
public class ConcreteCommand2 extends Command {
/**
* 对哪个Receiver类进行命令处理
*/
private Receiver receiver;
/**
* 构造函数传递接收者
*
* @param receiver
*/
public ConcreteCommand2(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
@Override
public void execute() {
//业务逻辑
this.receiver.doSomething();
}
}定义了两个具体的命令类，读者可以在实际应用中扩展该命令类。在每个命令类中，通过构造函数定义了该命令是针对哪一个接收者发出的，定义一个命令接收的主体。调用者非常简单，仅实现命令的传递。
public class Invoker {
private Command command;
/**
* 受气包，接收命令
*
* @param command
*/
public void setCommand(Command command) {
this.command = command;
}
public void action() {
this.command.execute();
}
}调用者就像是一个受气包，不管什么命令，都要接收、执行！那我们来看高层模块如何调用命令模式。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先声明调用者Invoker
Invoker invoker = new Invoker();
//定义接收者
Receiver receiver = new ConcreteReceiver1();
//定义一个发送给接收者的命令
Command command = new ConcreteCommand1(receiver);
//把命令交给调用者去执行
invoker.setCommand(command);
invoker.action();
}
}一个完整的命令模式就此完成，读者可以在此基础上进行扩展。
2.项目经理也难当
我是公司的项目经理，在国内做项目，项目经理需要什么都懂，什么都管。做好了，项目经理能分到一杯羹；做不好，都是项目经理的责任。这几乎是绝对的，我带过很多项目，行政命令一压下来，那就一条道：做完做好！
虽然我们公司是一个集团公司，但是我们部门的业绩是独立核算的，也就是说，我们部门不仅可以为集团公司服务，还可以为其他甲方服务，赚取更多的外快。2007年，我曾负责一个比较小的项目（但是项目的合同金额可不少）——为某家旅行社建立一套内部管理系统。该旅行社的门店比较多，员工也比较多，这个内部管理系统用来管理客户、旅游资源、票务以及内部事务，整体上类似于一个小型的MIS系统。客户的需求比较明确，因为他们曾经自己购买了一套内部管理系统，这次变动基本上是翻版；而且这家旅行社也有自己的IT部门，技术人员之间语言相通，比较好相处，也没有交流鸿沟。
该项目的成员分工采用了常规的分工方式，分为需求组（Requirement Group,RG）、美工组（PageGroup,PG）、代码组（我们内部还有一个比较优雅的名字：逻辑实现组，这里使用大家经常称呼的名称，即Code Group，简称CG），加上我这个项目经理正好十个人。刚开始，客户（也就是旅行社，甲方）很乐意和我们每个组探讨，比如和需求组讨论需求、和美工讨论页面、和代码组讨论实现，告诉他们修改、删除、增加各种内容等。这是一种比较常见的甲乙方合作模式，甲方深入到乙方的项目开发中，我们可以使用类图来表示这个过程，如图所示。
这个类图很简单，客户和三个组都有交流，这也合情合理。那我们看看这个过程的实现，首先看抽象类Group。
public abstract class Group {
/**
* 甲乙双方分开办公，如果你要和某个组讨论，你首先要找到这个组
*/
public abstract void find();
/**
* 被要求增加功能
*/
public abstract void add();
/**
* 被要求删除功能
*/
public abstract void delete();
/**
* 被要求修改功能
*/
public abstract void change();
/**
* 被要求给出所有的变更计划
*/
public abstract void plan();
}大家看抽象类中的每个方法，其中的每个都是一个命令语气——“找到它，增加，删除，给我计划！”这些都是命令，给出命令然后由相关的人员去执行。我们再看3个实现类，其中的需求组最重要，需求组RequirmentGroup类。
public class RequirementGroup extends Group {
@Override
public void find() {
System.out.println("找到需求组...");
}
@Override
public void add() {
System.out.println("客户要求增加一项需求...");
}
@Override
public void delete() {
System.out.println("客户要求删除一项需求...");
}
@Override
public void change() {
System.out.println("客户要求修改一项需求...");
}
@Override
public void plan() {
System.out.println("客户要求需求变更计划...");
}
}需求组有了，我们再看美工组。美工组也很重要，是项目的脸面，客户最终接触到的还是界面。美工组PageGroup类。
public class PageGroup extends Group {
@Override
public void find() {
System.out.println("找到美工组...");
}
@Override
public void add() {
System.out.println("客户要求增加一项需求...");
}
@Override
public void delete() {
System.out.println("客户要求删除一项需求...");
}
@Override
public void change() {
System.out.println("客户要求修改一项需求...");
}
@Override
public void plan() {
System.out.println("客户要求需求变更计划...");
}
}最后看代码组。这个组的成员一般比较沉闷，不多说话，但多做事儿，这是这个组的典型特点。代码组CodeGroup类。
public class CodeGroup extends Group {
@Override
public void find() {
System.out.println("找到代码组...");
}
@Override
public void add() {
System.out.println("客户要求增加一项需求...");
}
@Override
public void delete() {
System.out.println("客户要求删除一项需求...");
}
@Override
public void change() {
System.out.println("客户要求修改一项需求...");
}
@Override
public void plan() {
System.out.println("客户要求需求变更计划...");
}
}整个项目的3个支柱都已经产生了，那看客户怎么和我们谈。客户刚开始提交了他们自己写的一份比较完整的需求，需求组根据这份需求写了一份分析说明书，客户看后，要求增加需求，该场景如下：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先客户找到需求组说，过来谈需求，并修改
System.out.println("----------客户要求增加一项需求----------");
Group rg = new RequirementGroup();
//找到需求组
rg.find();
//增加一个需求
rg.add();
//要求变更计划
rg.plan();
}
}运行的结果如下所示：
----------客户要求增加一项需求----------
找到需求组...
客户要求增加一项需求...
客户要求需求变更计划...
客户的需求暂时满足了，过了一段时间，客户又要求“界面多画了一个，过来谈谈”，于是又有一次场景变化。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//首先客户找到需求组说，过来谈页面，并修改
System.out.println("----------客户要求删除一个页面----------");
Group pg = new PageGroup();
//找到页面组
pg.find();
//删除一个页面
pg.delete();
//要求变更计划
pg.plan();
}
}运行结果如下所示：
----------客户要求删除一个页面----------
找到美工组...
客户要求删除一项需求...
客户要求需求变更计划...
好了，界面也谈过了，应该没什么大问题了吧。过了一天后，客户又让代码组过去，说是数据库设计问题，然后又叫美工组过去，布置了一堆命令……这个就不一一写了，大家应该能够体会得到！问题来了，我们修改可以，但是每次都是叫一个组去，布置个任务，然后出计划，每次都这样，如果让你当甲方，你烦不烦？而且这种方式很容易出错误，并且还真发生过。客户把美工叫过去了，要删除，可美工说需求是这么写的，然后客户又命令需求组过去，一次次地折腾之后，客户也烦躁了，于是直接抓住我这个项目经理说：“我不管你们内部怎么安排，你就给我找个接头负责人，我告诉他怎么做，删除页面，增加功能，你们内部怎么处理我不管，我就告诉他我要干什么就成了……”
我一听，好啊，这也正是我想要的，我们项目组的兄弟们也已经受不了了，于是我改变了一下我的处理方式，如图所示。
在原有的类图上增加了一个Invoker类，其作用是根据客户的命令安排不同的组员进行工作，例如，客户说“界面上删除一条记录”，Invoker类接收到该String类型命令后，通知美工组PageGroup开始delete，然后再找到代码组CodeGroup后台不要存到数据库中，最后反馈给客户一个执行计划。这是一个挺好的方案，但是客户的命令是一个String类型的，这有非常多的变化，仅仅通过一个字符串来传递命令并不是一个非常好的方案，因为在系统设计中，字符串没有约束力，根据字符串判断相关的业务逻辑不是一个优秀的解决方案。那怎么才是一个优秀的方案呢？解决方案是：对客户发出的命令进行封装，每个命令是一个对象，避免客户、负责人、组员之间的交流误差，封装后的结果就是客户只要说一个命令，我的项目组就立刻开始启动，不用思考、解析命令字符串，如图所示。
Command抽象类只有一个方法execute，其作用就是执行命令，子类非常坚决地实现该命令，与军队中类似，上级军官给士兵发布命令：爬上这个旗杆！然后士兵回答：Yes,Sir！完美的项目也与此类似，客户发送一个删除页面的命令，接头负责人Invoker接收到命令后，立刻执行DeletePageCommand的execute方法。对类图中增加的几个类说明如下。
Command抽象类：客户发给我们的命令，定义三个工作组的成员变量，供子类使用；定义一个抽象方法execute，由子类来实现。
CInvoker实现类：项目接头负责人，setComand接收客户发给我们的命令，action方法是执行客户的命令（方法名写成是action，与command的execute区分开，避免混淆）。其中，Command抽象类是整个扩展的核心。
public abstract class Command {
/**
* 把三个组都定义好，子类可以直接使用
*/
protected RequirementGroup rg = new RequirementGroup();
protected PageGroup pg = new PageGroup();
protected CodeGroup cg = new CodeGroup();
/**
* 只有一个方法，你要我做什么事情
*/
public abstract void execute();
}抽象类很简单，具体的实现类只要实现execute方法就可以了。在一个项目中，需求增加是很常见的，那就把“增加需求”定义为一个命令AddRequirementCommand类。
public class AddRequirementCommand extends Command {
@Override
public void execute() {
//找到需求组
super.rg.find();
//增加一份需求
super.rg.add();
//给出计划
super.rg.plan();
}
}页面变更也是比较频繁发生的，定义一个删除页面的命令 DeletePageCommand类。
public class DeletePageCommand extends Command {
@Override
public void execute() {
//找到页面组
super.pg.find();
//删除一个页面
super.pg.delete();
//给出计划
super.pg.plan();
}
}Command抽象类可以有N个子类，如增加一个功能命令（AddFunCommand），删除一份需求命令（DeleteRequirementCommand）等，这里就不再描述了，只要是由客户产生、时常性的行为都可以定义为一个命令，其实现类都比较简单，读者可以自行扩展。客户发送的命令已经确定下来，我们再看负责人Invoker。
public class Invoker {
/**
* 什么命令
*/
private Command command;
/**
* 接收客户发出的命令
*
* @param command
*/
public void setCommand(Command command) {
this.command = command;
}
/**
* 执行客户的命令
*/
public void action() {
this.command.execute();
}
}这更简单了，负责人只要接到客户的命令，就立刻执行。我们模拟增加一项需求的过程。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义我们的接头人
Invoker xiaoSan = new Invoker();
//客户要求增加一项需求
System.out.println("----------客户要求增加一项需求----------");
//客户给我们下命令来
Command command = new AddRequirementCommand();
//接头人接收到命令
xiaoSan.setCommand(command);
//接头人执行命令
xiaoSan.action();
}
}运行结果如下所示：
----------客户要求增加一项需求----------
找到需求组...
客户要求增加一项需求...
客户要求需求变更计划...
是不是我们的场景类简单了很多？客户只要给命令，我马上执行。简单！非常简单！那我们看看，如果客户要求删除一个页面，我们的修改有多大。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义我们的接头人
Invoker xiaoSan = new Invoker();
//客户要求增加一项需求
System.out.println("----------客户要求删除一个页面----------");
//客户给我们下命令来
Command command = new DeletePageCommand();
//接头人接收到命令
xiaoSan.setCommand(command);
//接头人执行命令
xiaoSan.action();
}
}运行结果如下所示：
----------客户要求删除一个页面----------
找到美工组...
客户要求删除一项需求...
客户要求需求变更计划...
只修改了这么多，是不是很简单，而且客户也不用知道到底由谁来修改，高内聚的要求体现出来了，这就是命令模式。
3.命令模式的优缺点
命令模式的优点
●类间解耦
调用者角色与接收者角色之间没有任何依赖关系，调用者实现功能时只需调用Command抽象类的execute方法就可以，不需要了解到底是哪个接收者执行。
●可扩展性
Command的子类可以非常容易地扩展，而调用者Invoker和高层次的模块Client不产生严重的代码耦合。
●命令模式结合其他模式会更优秀
命令模式可以结合责任链模式，实现命令族解析任务；结合模板方法模式，则可以减少Command子类的膨胀问题。
命令模式的缺点
命令模式也是有缺点的，请看Command的子类：如果有N个命令，问题就出来了，Command的子类就可不是几个，而是N个，这个类膨胀得非常大，这个就需要读者在项目中慎重考虑使用。
参考秦小波的《设计模式之禅（第2版）》