图解Java设计模式之命令模式

智能生活项目需求

看一个具体的需求

  1. 我们买类一套智能家电，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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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

  1. 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，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是那个，我们只需在程序运行时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

  2. 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。

  3. 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（即命名），同时命令模式也支持可撤销的操作。

  4. 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，实现来Command接口，持有接收对象

命令模式的原理类图

对原理类图的说明 ：
1）Invoker 是调用者角色
2）Command ：是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是或抽象类
3）Receiver ：接受者角色，知道如何实施和执行一个请求相关的操作
4）ConcreteCommand ：将一个接受者对象与一个动作绑定，调用接受者相应的操作，实现execute

package com.example.demo.command;

/**
 * 创建命令接口
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public interface Command {

/**
 * 执行动作（操作）
 */
public void execute();

/**
 * 撤销动作（操作）
 */
public void undo();
}
package com.example.demo.command;

public class LightOffCommand implements Command{

/**
 * 聚合LightReceiver
 */
private LightReceiver LightReceiver;

public LightOffCommand(LightReceiver lightReceiver) {
this.LightReceiver = lightReceiver;
}

@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
LightReceiver.off();
}

@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
LightReceiver.on();
}

}
package com.example.demo.command;

public class LightOnCommand implements Command{

/**
 * 聚合LightReceiver
 */
private LightReceiver LightReceiver;

public LightOnCommand(LightReceiver lightReceiver) {
this.LightReceiver = lightReceiver;
}

@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者方法
LightReceiver.on();
}

@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
// 调用接收者方法
LightReceiver.off();
}

}
package com.example.demo.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.example.demo.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
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class NoCommand implements Command{

@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub

}

@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub

}

}
package com.example.demo.command;

public class RemoteController {

// 开 按钮的命令数组
private Command[] onCommands;

private Command[] offCommands;

// 执行撤销的命令
private Command undoCommand;

/**
 * 构造器，完成对按钮初始化
 */
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
 * @param no
 * @param onCommand
 * @param offCommand
 */
public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
onCommands[no] = onCommand;
offCommands[no] = offCommand;
}

/**
 * 按下开按钮
 * @param no
 */
public void onButtonWasPushed(int no) {
// 找到你按下的开的按钮，并调用对应的方法
onCommands[no].execute();
// 记录这次的操作，用于撤销
undoCommand = onCommands[no];
}

/**
 * 按下关的按钮
 * @param no
 */
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.example.demo.command;

public class TVOffCommand implements Command{
/**
 * 聚合TVReceiver
 */
private TVReceiver tvReceiver;

public TVOffCommand(TVReceiver tvReceiver) {
this.tvReceiver = tvReceiver;
}

@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
tvReceiver.off();
}

@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
tvReceiver.on();
}
}
package com.example.demo.command;

public class TVOnCommand implements Command{
/**
 * 聚合TVReceiver
 */
private TVReceiver tvReceiver;

public TVOnCommand(TVReceiver tvReceiver) {
this.tvReceiver = tvReceiver;
}

@Override
public void execute() {
// TODO Auto-generated method stub
tvReceiver.on();
}

@Override
public void undo() {
// TODO Auto-generated method stub
tvReceiver.off();
}
}
package com.example.demo.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.example.demo.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（接受者）
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();
// 给遥控器设置命令，比如 no = 0 是电灯的开和关的操作
remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
System.out.println("----------按下开的按钮------------");
remoteController.onButtonWasPushed(0);
System.out.println("----------按下关的按钮------------");
remoteController.offButtonWasPushed(0);
System.out.println("----------按下撤销的按钮------------");
remoteController.undoButtonWasPushed();
System.out.println("----------使用遥控器操作电视机-------");

TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();
TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);
TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);
// 给遥控器设置命令，比如 no = 1 是电视机的开和关的操作
remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);
System.out.println("----------按下开的按钮------------");
remoteController.onButtonWasPushed(1);
System.out.println("----------按下关的按钮------------");
remoteController.offButtonWasPushed(1);
System.out.println("----------按下撤销的按钮------------");
remoteController.undoButtonWasPushed();
}

}

命令模式在Spring框架中JdbcTemplate应用源码分析

说明 ：

  1. StatementCallback 接口，类似命令接口（Command）

  2. 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

  3. 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，对应不同的doInStatement实现逻辑

  4. 另外实现StatementCallback命令接口的子类还有QueryStatementCallback、BatchUpdateStatementCallback、ExecuteStatementCallback、UpdateStatementCallback

命令模式的注意事项和细节

1）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。
2）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。
3）容易实现对请求的撤销和重做
4）命令模式不足 ：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加类系统的复杂度，这点在使用的时候要注意
5）空命令也是一种设计模式，它为我们省去判空的操作。在上面的实例中，如果没有空命令，每按下一个按键都要判空，这会给编码带来一定麻烦。
6）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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