初识设计模式 - 命令模式

时间：2022-10-21 09:07:52

简介

命令设计模式（Command Design Pattern）可以将请求发送者和接收者完全解耦。发送者和接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。

其定义是，将请求（命令）封装成一个对象，从而可用不同的请求对客户进行参数化（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。

典型实现

首先，定义一个抽象命令 Command 接口，通常仅声明一个执行命令的方法，其代码示例如下：

public interface Command {
    // 业务处理方法
    void execute();
}

具体命令会实现各种类型的请求，其自身并不完成工作，而是将调用委派给一个业务逻辑对象，其代码示例如下：

public class ConcreteCommand implements Command {
    // 维持一个对请求者对象的引用
    private final Receiver receiver;

    public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    // 调用请求接收者的业务处理方法
    public void execute() {
        this.receiver.action();
    }
}

接收者是真正命令执行的对象，是客户端直接操作的对象，其代码示例如下：

public class Receiver {
    public void action() {
        // 具体操作
    }
}

最后，需要定义的是调用者 Invoker 类，其作用是负责对请求进行初始化，其代码示例如下：

public class Invoker {
    private final List<Command> commandList;

    public Invoker() {
        this.commandList = new ArrayList<>();
    }

    public Invoker(Command command) {
        this();
        this.commandList.add(command);
    }

    // 添加命令
    public void pushCommand(Command command) {
        this.commandList.add(command);
    }

    // 执行命令
    public void executeAll() {
        for (Command command : commandList) {
            command.execute();
        }
        commandList.clear();
    }
}

对于客户端而言，需要知道自己需要操作的接收者对象是什么、可以执行的命令有哪些、通过调用者如何去执行这些命令。

如下是客户端使用命令模式的代码示例：

public class CommandDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 操作的接收者对象是什么
        Receiver receiver = new Receiver();

        // 可以执行的命令有哪些
        Command command = new ConcreteCommand(receiver);

        // 通过调用者如何去执行这些命令
        Invoker invoker = new Invoker(command);
        invoker.executeAll();
    }
}

总结

优点

命令模式的主要优点如下：

  • 降低请求者和接收者的耦合度
  • 新的命令可以很方便地加入到系统中
  • 可以比较容易地设计一个命令队列或者宏命令（组合命令）
  • 为请求的撤销和恢复操作提供了一种设计和实现方案

缺点

命令模式的主要缺点如下：

  • 可能会导致系统中有过多的具体命令类

适用场景

命令模式的适用场景如下：

  • 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操作和恢复操作
  • 系统需要将一组操作组合在一起形成宏命令

源码

在 JDK 中，Runnable 接口就类似于命令模式的命令接口。

只要实现了 Runnable 接口的类都被认为是一个线程类，相当于命令模式中具体命令类的角色。而实现了 Runnable 接口的 Thread 类既可以作为具体命令类，也可以作为调用者。

如下是客户端使用 Runnable 和 Thread 的代码示例：

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable command = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("command 线程执行");
            }
        };

        Thread thread = new Thread(command);
        // command 线程执行
        thread.start();
    }
}
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