JAVA设计模式之命令模式详解

命令模式

1 命令模式介绍

命令模式(command pattern)的定义: 命令模式将请求（命令）封装为一个对象，这样可以使用不同的请求参数化其他对象（将不同请求依赖注入到其他对象并且能够支持请求（命令）的排队执行、记录日志、撤销等 （附加控制）功能。

命令模式的核心是将指令信息封装成一个对象,并将此对象作为参数发送给接收方去执行,达到使命令的请求与执行方解耦,双方只通过传递各种命令对象来完成任务.

在实际的开发中，如果你用到的编程语言并不支持用函数作为参数来传递，那么就可以借助命令模式将函数封装为对象来使用。

我们知道，C 语言支持函数指针，我们可以把函数当作变量传递来传递去。但是，在大部分编程语言中，函数没法儿作为参数传递给其他函数，也没法儿赋值给变量。借助命令模式，我们可以将函数 封装成对象。具体来说就是，设计一个包含这个函数的类，实例化一个对象传来传去，这样就可以实现把函数像对象一样使用。

2 命令模式原理

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。

3 命令模式实现

模拟酒店后厨的出餐流程,来对命令模式进行一个演示,命令模式角色的角色与案例中角色的对应关系如下:

• 服务员: 即调用者角色,由她来发起命令.
• 厨师: 接收者,真正执行命令的对象.
• 订单: 命令中包含订单

/**
 * 订单类
 **/
public class Order {

    private int diningTable;  //餐桌号码

    //存储菜名与份数
    private Map<String,Integer> foodMenu = new HashMap<>();

    public int getDiningTable() {
        return diningTable;
    }

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

    public Map<String, Integer> getFoodMenu() {
        return foodMenu;
    }

    public void setFoodDic(Map<String, Integer> foodMenu) {
        this.foodMenu = foodMenu;
    }
}

/**
 * 厨师类 -> Receiver角色
 **/
public class Chef {

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


/**
 * 抽象命令接口
 **/
public interface Command {

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

/**
 * 具体命令
 **/
public class OrderCommand implements Command {

    //持有接收者对象
    private Chef receiver;

    private Order order;

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

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的订单: ");
        Set<String> keys = order.getFoodMenu().keySet();
        for (String key : keys) {
            receiver.makeFood(order.getFoodMenu().get(key),key);
        }

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的菜已上齐.");
    }
}

/**
 * 服务员-> Invoker调用者
 **/
public class Waiter {

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

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

    public Waiter(ArrayList<Command> commands) {
        this.commands = commands;
    }

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

    //发出命令 ,指挥厨师工作
    public void orderUp(){
        System.out.println("服务员: 叮咚,有新的订单,请厨师开始制作......");
        for (Command cmd : commands) {
            if(cmd != null){
                cmd.execute();
            }
        }
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Order order1 = new Order();
        order1.setDiningTable(1);
        order1.getFoodMenu().put("鲍鱼炒饭",1);
        order1.getFoodMenu().put("茅台迎宾",1);

        Order order2 = new Order();
        order2.setDiningTable(3);
        order2.getFoodMenu().put("海参炒面",1);
        order2.getFoodMenu().put("五粮液",1);

        //创建接收者
        Chef receiver = new Chef();

        //将订单和接收者封装成命令对象
        OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver,order1);
        OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver,order2);

        //创建调用者
        Waiter invoke = new Waiter();
        invoke.setCommands(cmd1);
        invoke.setCommands(cmd2);

        //将订单发送到后厨
        invoke.orderUp();
    }
}

4 命令模式总结

1. 命令模式优点：

• 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。

2. 命令模式缺点：

• 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。

3. 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。