14.java设计模式之命令模式
基本需求:
- 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
- 也就是说,每一种家电都有开和关两种操作,一组命令
基本介绍:
命令模式(Command):在软件设计中,我们经常需要向某些对象发送请求,并不知道请求的接收者是谁,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
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),同时命令模式也必须支持可撤销的操作
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
UML类图(原理)
- 说明
- Invoker:命令调用者角色,聚合命令
- Command:是命令接口
- ConcreteCommand:命令的具体实现,聚合命令的接受者
- Receiver:命令的接受者(执行者)
- 说明
UML类图(案例)
代码实现
public class LightReceiver { // 电灯命令的执行者 public void on() {
System.out.println("电灯打开了");
} public void off() {
System.out.println("电灯关闭了");
} }
public interface Command { // 命令接口 // 执行命令和撤销命令
void execute(); void undo(); } // 子类一 电灯开命令
class LightOnCommand implements Command{ // 聚合命令的执行者
private LightReceiver lightReceiver; public LightOnCommand(LightReceiver lightReceiver) {
this.lightReceiver = lightReceiver;
} @Override
public void execute() {
lightReceiver.on();
} @Override
public void undo() {
lightReceiver.off();
} } // 子类二 电灯关命令
class LightOffCommand implements Command{ // 聚合命令的执行者
private LightReceiver lightReceiver; public LightOffCommand(LightReceiver lightReceiver) {
this.lightReceiver = lightReceiver;
} @Override
public void execute() {
lightReceiver.off();
} @Override
public void undo() {
lightReceiver.on();
} } // 子类三 空命令 对命令接口空实现
class NoCommand implements Command { @Override
public void execute() { } @Override
public void undo() { } }
// 命令调用者
public class RemoteController { // 开命令的集合
private Command[] onCommands; // 关命令的集合
private Command[] offCommands; // 记录上一个执行的命令,便于进行撤销
private Command undoCommand; public RemoteController() {
// 默认初始化五组开关 一组开关有开和关两个按钮,一一对应
this.onCommands = new Command[5];
this.offCommands = new Command[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
// 将开关命令的值初始化成空命令,防止空指针异常
this.onCommands[i] = new NoCommand();
this.offCommands[i] = new NoCommand();
}
this.undoCommand = new NoCommand();
} // 为某组开关设置命令
public void setCommand(int index, Command onCommand, Command offCommand) {
if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) {
this.onCommands[index] = onCommand;
this.offCommands[index] = offCommand;
}
} // 按下开的按钮,发送命令执行
public void onButtonWasPushed(int index) {
if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) {
this.onCommands[index].execute();
// 设置撤销命令
this.undoCommand = this.onCommands[index];
}
} // 按下关的按钮,发送命令执行
public void offButtonWasPushed(int index) {
if (index >= 0 && index < this.onCommands.length) {
this.offCommands[index].execute();
// 设置撤销命令
this.undoCommand = this.offCommands[index];
}
} // 按下撤销按钮,发送命令执行,只支持撤销一次
public void undoButtonWasPushed() {
this.undoCommand.undo();
// 重置撤销命令
this.undoCommand = new NoCommand();
} }public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建执行者
LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();
// 创建一组电灯开关的命令,并设置执行者
Command lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);
Command lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);
// 创建命令的发送者,并设置电灯这一组命令
RemoteController remoteController = new RemoteController();
remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
// 发送电灯命令 执行
System.out.println("------发送电灯开命令------");
remoteController.onButtonWasPushed(0);
System.out.println("------发送电灯关命令------");
remoteController.offButtonWasPushed(0);
System.out.println("------发送撤销命令------");
remoteController.undoButtonWasPushed(); // 使用命令模式对命令进行了封装,将命令的发布者和执行者进行了松耦合,利于系统的扩展
// 比如再有一组电视的命令,直接创建新的命令类,创建其对象将其设置给命令的发布者即可,原有的代码不需要改变
}
}
spring源码:
在spring的JdbcTemplate类中就使用到了命令模式
// 在JdbcTemplate的query和execute方法中有如下代码
public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException {
......
// StatementCallback是一个接口,只有一个doInStatement方法,相当于命令接口
// QueryStatementCallback局部内部类 实现了StatementCallback,相当于具体的命令的,另外,在此处还充当了命令的执行者
// StatementCallback接口共有四个实现类,均在JdbcTemplate某个方法内部,作为局部内部类
// BatchUpdateStatementCallback、UpdateStatementCallback、QueryStatementCallback、ExecuteStatementCallback
class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider {
......
public T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException { }
......
}
// 调用execute方法
return this.execute((StatementCallback)(new QueryStatementCallback()));
} // 在execute方法内部调用了命令接口中的方法,而execute方法又属于JdbcTemplate,即JdbcTemplate为命令的调用者
public <T> T execute(StatementCallback<T> action) throws DataAccessException {
......
T result = action.doInStatement(stmt);
......
}
注意事项:
主要解决:在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适
命令模式是一种数据驱动的设计模式,属于行为型模式,请求以命令的形式包裹在对象中,并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令
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列队,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
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