Java设计模式-命令模式

推荐先阅读Java设计模式

概述

日常生活中,我们出去吃饭都会遇到下面的场景。

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(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。

案例实现

将上面的案例用代码实现,那我们就需要分析命令模式的角色在该案例中由谁来充当。

服务员: 就是调用者角色,由她来发起命令。

资深大厨: 就是接收者角色,真正命令执行的对象。

订单: 命令中包含订单。

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

public class OrderCommand implements Command {
//持有接受者对象
private SeniorChef receiver;
private Order order;

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

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

try {
Thread.sleep(100);//停顿一下 模拟做饭的过程
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的饭弄好了");
}
}

public class Order {
// 餐桌号码
private int diningTable;

// 用来存储餐名并记录份数
private Map<String, Integer> foodDic = new HashMap<String, Integer>();

public int getDiningTable() {
return diningTable;
}

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

public Map<String, Integer> getFoodDic() {
return foodDic;
}

public void setFoodDic(String name, int num) {
foodDic.put(name,num);
}
}

// 资深大厨类 是命令的Receiver
public class SeniorChef {
public void makeFood(int num,String foodName) {
System.out.println(num + "份" + foodName);
}
}

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

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

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

// 发出命令 喊 订单来了,厨师开始执行
public void orderUp() {
System.out.println("美女服务员:叮咚,大厨,新订单来了.......");
for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {
Command cmd = commands.get(i);
if (cmd != null) {
cmd.execute();
}
}
}
}

public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建2个order
Order order1 = new Order();
order1.setDiningTable(1);
order1.getFoodDic().put("西红柿鸡蛋面",1);
order1.getFoodDic().put("小杯可乐",2);

Order order2 = new Order();
order2.setDiningTable(3);
order2.getFoodDic().put("尖椒肉丝盖饭",1);
order2.getFoodDic().put("小杯雪碧",1);

//创建接收者
SeniorChef receiver=new SeniorChef();
//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 waitor
Waitor invoker = new Waitor();
invoker.setCommand(cmd1);
invoker.setCommand(cmd2);

//将订单带到柜台 并向厨师喊 订单来了
invoker.orderUp();
}
}

优缺点

1,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。

2,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。

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

//命令接口(抽象命令角色)
public interface Runnable {
public abstract void run();
}

//调用者
public class Thread implements Runnable {
private Runnable target;

public synchronized void start() {
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();

group.add(this);

boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
}
}
}

private native void start0();
}

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。

/**
* jdk Runnable 命令模式
* TurnOffThread : 属于具体
*/
public class TurnOffThread implements Runnable{
private Receiver receiver;

public TurnOffThread(Receiver receiver) {
this.receiver = receiver;
}
public void run() {
receiver.turnOFF();
}
}
/**
* 测试类
*/
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Receiver receiver = new Receiver();
TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver);
Thread thread = new Thread(turnOffThread);
thread.start();
}
}