【设计模式】命令模式助力快速添加新命令而不影响现有代码

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。
类图如下：

代码如下：

1. public interface Command {
2.     void execute();//只需要定义一个统一的执行方法
3. }
5. public class OrderCommand implements Command {
7.     //持有接受者对象
8.     private SeniorChef receiver;
9.     private Order order;
11.     public OrderCommand(SeniorChef receiver, Order order){
12.         this.receiver = receiver;
13.         this.order = order;
14.     }
16.     public void execute()  {
17.         System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的订单：");
18.         Set<String> keys = order.getFoodDic().keySet();
19.         for (String key : keys) {
20.             receiver.makeFood(order.getFoodDic().get(key),key);
21.         }
23.         try {
24.             Thread.sleep(100);//停顿一下 模拟做饭的过程
25.         } catch (InterruptedException e) {
26.             e.printStackTrace();
27.         }
30.         System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的饭弄好了");
31.     }
32. }
34. public class Order {
35.     // 餐桌号码
36.     private int diningTable;
38.     // 用来存储餐名并记录份数
39.     private Map<String, Integer> foodDic = new HashMap<String, Integer>();
41.     public int getDiningTable() {
42.         return diningTable;
43.     }
45.     public void setDiningTable(int diningTable) {
46.         this.diningTable = diningTable;
47.     }
49.     public Map<String, Integer> getFoodDic() {
50.         return foodDic;
51.     }
53.     public void setFoodDic(String name, int num) {
54.         foodDic.put(name,num);
55.     }
56. }
58. // 资深大厨类 是命令的Receiver
59. public class SeniorChef {
61.     public void makeFood(int num,String foodName) {
62.         System.out.println(num + "份" + foodName);
63.     }
64. }
66. public class Waitor {
68.     private ArrayList<Command> commands;//可以持有很多的命令对象
70.     public Waitor() {
71.         commands = new ArrayList();
72.     }
73.    
74.     public void setCommand(Command cmd){
75.         commands.add(cmd);
76.     }
78.     // 发出命令 喊 订单来了，厨师开始执行
79.     public void orderUp() {
80.         System.out.println("美女服务员：叮咚，大厨，新订单来了.......");
81.         for (int i = 0; i < commands.size(); i++) {
82.             Command cmd = commands.get(i);
83.             if (cmd != null) {
84.                 cmd.execute();
85.             }
86.         }
87.     }
88. }
90. public class Client {
91.     public static void main(String[] args) {
92.         //创建2个order
93.         Order order1 = new Order();
94.         order1.setDiningTable(1);
95.         order1.getFoodDic().put("西红柿鸡蛋面",1);
96.         order1.getFoodDic().put("小杯可乐",2);
98.         Order order2 = new Order();
99.         order2.setDiningTable(3);
100.         order2.getFoodDic().put("尖椒肉丝盖饭",1);
101.         order2.getFoodDic().put("小杯雪碧",1);
103.         //创建接收者
104.         SeniorChef receiver=new SeniorChef();
105.         //将订单和接收者封装成命令对象
106.         OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver, order1);
107.         OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver, order2);
108.         //创建调用者 waitor
109.         Waitor invoker = new Waitor();
110.         invoker.setCommand(cmd1);
111.         invoker.setCommand(cmd2);
113.         //将订单带到柜台 并向厨师喊 订单来了
114.         invoker.orderUp();
115.     }
116. }

复制代码

优缺点

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。
  

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。不过不会导致类爆炸
  
• 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。
  

源码解析 - Runable

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

1. //命令接口(抽象命令角色)
2. public interface Runnable {
3.     public abstract void run();
4. }
6. //调用者
7. public class Thread implements Runnable {
8.     private Runnable target;
9.    
10.     public synchronized void start() {
11.         if (threadStatus != 0)
12.             throw new IllegalThreadStateException();
14.         group.add(this);
16.         boolean started = false;
17.         try {
18.             start0();
19.             started = true;
20.         } finally {
21.             try {
22.                 if (!started) {
23.                     group.threadStartFailed(this);
24.                 }
25.             } catch (Throwable ignore) {
26.             }
27.         }
28.     }
29.    
30.     private native void start0();
31. }

复制代码

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。

1. /**
2. * jdk Runnable 命令模式
3. *        TurnOffThread ： 属于具体
4. */
5. public class TurnOffThread implements Runnable{
6.      private Receiver receiver;
7.    
8.      public TurnOffThread(Receiver receiver) {
9.          this.receiver = receiver;
10.      }
11.      public void run() {
12.          receiver.turnOFF();
13.      }
14. }

复制代码

1. /**
2. * 测试类
3. */
4. public class Demo {
5.      public static void main(String[] args) {
6.          Receiver receiver = new Receiver();
7.          TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver);
8.          Thread thread = new Thread(turnOffThread);
9.          thread.start();
10.      }
11. }

复制代码

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