一起学设计模式 - 命令模式

命令模式（Command Pattern）属于行为型模式的一种，又称为行动(Action)模式或交易(Transaction)模式。将一个请求封装为一个对象，从而达到用不同的请求对客户进行参数化，对于排队请求或请求日志记录，可以提供命令的撤销和恢复功能。

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概述

命令模式：对命令的封装，把发送命令和执行命令的责任分割开，分别委派给不同的对象，每一个命令都是一个操作，允许请求方与接收方独立开来，使之请求方不必清楚接收方的接口，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

UML结构图

模式结构

• Command(抽象命令类)： 声明了用于执行请求的的exceute()等方法
• ConcreteCommand（具体命令类）： 抽象命令类的子类，对应具体的接收者对象，将接收者对象的动作绑定其中。在实现execute()方

法时，将调用接收者对象的相关操作(Action)。

• Invoker(调用者)： 调用命令对象执行请求，相关的方法叫做行动方法。
• Receiver(接收者)： 负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

案例

博主比较喜欢听歌，这里就以MusicPlayer（音乐播放器）为案例，一般播放器中都有播放（play），跳过（skip），停止（stop）等功能，是一种比较典型的命令模式

UML图如下：

1.定义Command(抽象命令类)，只有一个execute()用来执行命令

interface Command {
    void execute();
}

2.创建不同指令的ConcreteCommand（具体命令类）

class PlayCommand implements Command {

    private MusicPlayer musicPlayer;

    public PlayCommand(MusicPlayer musicPlayer) {
        this.musicPlayer = musicPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        musicPlayer.play();
    }
}

class SkipCommand implements Command {

    private MusicPlayer musicPlayer;

    public SkipCommand(MusicPlayer musicPlayer) {
        this.musicPlayer = musicPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        musicPlayer.skip();
    }
}

class StopCommand implements Command {

    private MusicPlayer musicPlayer;

    public StopCommand(MusicPlayer musicPlayer) {
        this.musicPlayer = musicPlayer;
    }

    @Override
    public void execute() {
        musicPlayer.stop();
    }
}

3.MusicInvoker(调用者)，接收客户端发送过来的指令

class MusicInvoker {

    private Command playCommand;
    private Command skipCommand;
    private Command stopCommand;

    public void setPlayCommand(Command playCommand) {
        this.playCommand = playCommand;
    }

    public void setSkipCommand(Command skipCommand) {
        this.skipCommand = skipCommand;
    }

    public void setStopCommand(Command stopCommand) {
        this.stopCommand = stopCommand;
    }

    public void play() {
        playCommand.execute();
    }

    public void skip() {
        skipCommand.execute();
    }

    public void stop() {
        stopCommand.execute();
    }
}

4.MusicPlayer(接收者)，执行接收到的指令

class MusicPlayer {

    public void play() {
        System.out.println("播放...");
    }

    public void skip() {
        System.out.println("跳过...");
    }

    public void stop() {
        System.out.println("停止...");
    }
}

5.测试类MusicPlayerClient

public class MusicPlayerClient {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Receiver(接收者)
        MusicPlayer musicPlayer = new MusicPlayer();
        // Command(抽象命令类)
        Command playCommand = new PlayCommand(musicPlayer);
        Command skipCommand = new SkipCommand(musicPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(musicPlayer);
        // 创建 Invoker(调用者)
        MusicInvoker invoker = new MusicInvoker();
        invoker.setPlayCommand(playCommand);
        invoker.setSkipCommand(skipCommand);
        invoker.setStopCommand(stopCommand);
        // 测试
        invoker.play();
        invoker.skip();
        invoker.stop();
        invoker.play();
        invoker.stop();
    }
}

6.运行结果

宏命令

宏命令： 又称为组合命令，组合多个命令，它是命令模式和组合模式联用的产物；

假设MusicPlayer（音乐播放器）有一个记录功能，可以把每一个命令记录下来，在需要的时候又可以将历史记录的命令在执行一遍，这就是所谓的宏命令集功能。

UML图如下：

1.定义MacroCommand（宏命令类），继承基础Command（命令类）

interface MacroCommand extends Command {

    void add(Command command);

    void remove(Command command);
}

2.创建MacroMusicCommand实现MacroCommand

class MacroMusicCommand implements MacroCommand {

    private static final List<Command> COMMANDS = new ArrayList<>();

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("==========回放开始==========");
        COMMANDS.forEach(Command::execute);
        System.out.println("==========回放结束==========");
    }

    @Override
    public void add(Command command) {
        COMMANDS.add(command);
    }

    @Override
    public void remove(Command command) {
        COMMANDS.remove(command);
    }
}

3.测试类

public class MusicPlayerClient {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Receiver(接收者)
        MusicPlayer musicPlayer = new MusicPlayer();
        // Command(抽象命令类)
        Command playCommand = new PlayCommand(musicPlayer);
        Command skipCommand = new SkipCommand(musicPlayer);
        Command stopCommand = new StopCommand(musicPlayer);
        // 创建 Invoker(调用者)
        MacroCommand macroCommand = new MacroMusicCommand();
        macroCommand.add(playCommand);
        macroCommand.add(skipCommand);
        macroCommand.add(stopCommand);
        // 测试
        macroCommand.execute();
    }
}

4.运行结果

JDK中应用

我们平时使用的java.lang.Runnable就是命令模式的经典应用

// 命令类 与 具体命令实现类
Runnable runnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("关注 battcn 公众号即可免费领取视频");
    }
};
// Invoker（调用者） 接收命令
Thread thread = new Thread(runnable);
//  调用 start 命令
thread.start();
//   JDK8 简化写法
new Thread(()->System.out.println("关注 battcn 公众号即可免费领取视频")).start();

总结

优点

• 将行为调用者和各种行为分隔开，降低程序的耦合，便于程序扩展；
• 将行为的具体实现封装起来，客户端无需关心行为的具体实现；
• 为多种行为提供统一的调用入口，便于程序对行为的管理和控制；

缺点

• 使用命令模式，不论命令简单还是复杂，都需要写一个命令类来封装，滥用命令模式会导致系统出现过多的具体命令类；

适用场景

• 希望将行为请求者和行为实现者解耦，不直接打交道；
• 希望分离掉行为请求者一部分的责任，行为请求者只需要将命令发给调用者，不再主动的去让行为实现者产生行为，符合单一职责原则；
• 希望可以控制执行的命令列表，方便记录，撤销/重做以及事务等功能；
• 希望可以将请求组合使用，即支持宏命令；

说点什么

全文代码：https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter12/battcn-command

• 个人QQ：1837307557
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