命令模式

智能生活项目需求

1) 我们买了一套智能家电，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

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哪个，我们只需在程序运行时指定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) 命名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) 在命名模式中，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，实现了Command接口，持有接收对象

命令模式的原理类图

原理类图的说明-即(命名模式的角色及职责)

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，可以是接口或抽象类

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

命令模式应用实例

1) 应用实例要求

编写程序，使用命令模式 完成前面的智能家电项目

遥控器

2) 思路分析和图解

3) 代码实现

命令接口

//创建命令接口
public interface Command {
    //执行动作(操作)
    public void execute();
    //撤销动作(操作)
    public void undo();
}

执行者：打开、关闭

public class LightOnCommand implements Command {

    //聚合LightReceiver
    LightReceiver light;
    
    //构造器
    public LightOnCommand(LightReceiver light) {
        super();
        this.light = light;
    }
    
    @Override
    public void execute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        //调用接收者的方法
        light.on();
    }

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

接收者

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.. ");
    }
}

执行者：关闭、打开

public class LightOffCommand implements Command {

    // 聚合LightReceiver
    LightReceiver light;

    // 构造器
    public LightOffCommand(LightReceiver light) {
            super();
            this.light = light;
        }

    @Override
    public void execute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 调用接收者的方法
        light.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 调用接收者的方法
        light.on();
    }
}

空命令

/**
 * 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*/
public class NoCommand implements Command {

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

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

遥控器：聚合其他很多

public class RemoteController {

    // 开 按钮的命令数组
    Command[] onCommands;
    Command[] offCommands;
    // 执行撤销的命令
    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
    public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {
        onCommands[no] = onCommand;
        offCommands[no] = offCommand;
    }

    // 按下开按钮
    public void onButtonWasPushed(int no) { // no 0
        // 找到你按下的开的按钮， 并调用对应方法
        onCommands[no].execute();
        // 记录这次的操作，用于撤销
        undoCommand = onCommands[no];
    }

    // 按下开按钮
    public void offButtonWasPushed(int no) { // no 0
        // 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();
    }
}

调用，测试：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //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();
        
        //给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作
        remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
        
        System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------");
        remoteController.onButtonWasPushed(0);
        System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------");
        remoteController.offButtonWasPushed(0);
        System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
        remoteController.undoButtonWasPushed();
    }
}

 

如果再加入一个电视机

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.. ");
    }
}

开 和 关 的类，去聚合

public class TVOffCommand implements Command {

    // 聚合TVReceiver
    TVReceiver tv;

    // 构造器
    public TVOffCommand(TVReceiver tv) {
        super();
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void execute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 调用接收者的方法
        tv.off();
    }

    @Override
    public void undo() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 调用接收者的方法
        tv.on();
    }
}

public class TVOnCommand implements Command {

    // 聚合TVReceiver
    TVReceiver tv;

    // 构造器
    public TVOnCommand(TVReceiver tv) {
        super();
        this.tv = tv;
    }

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

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

继续测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //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();
        
        //给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 0 是电灯的开和关的操作
        remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
        
        System.out.println("--------按下灯的开按钮-----------");
        remoteController.onButtonWasPushed(0);
        System.out.println("--------按下灯的关按钮-----------");
        remoteController.offButtonWasPushed(0);
        System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
        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);
        
        //给我们的遥控器设置命令, 比如 no = 1 是电视机的开和关的操作
        remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);
        
        System.out.println("--------按下电视机的开按钮-----------");
        remoteController.onButtonWasPushed(1);
        System.out.println("--------按下电视机的关按钮-----------");
        remoteController.offButtonWasPushed(1);
        System.out.println("--------按下撤销按钮-----------");
        remoteController.undoButtonWasPushed();

    }
}

 

命令模式在Spring框架JdbcTemplate应用的源码分析

1) Spring框架的JdbcTemplate就使用到了命令模式

2) 代码分析

找到JdbcTTemplate 的源码类

 找到query() 方法，这里调用的this.query方法，里面传的参数

找到调用的这个query 方法

可以看到query 方法里有个内部类 QueryStatementCallback ，实现了 StatementCallback 接口，点进去看这个 StatementCallback 的源码

 这个接口里有个抽象方法 doInStatement ，这个接口就相当于是个命令接口

StatementCallback  下实现接口的类，一共有4 个

 我们就点进去看这个QueryStatementCallback 的类，发现又返回到了 那个内部类。。。

 所以这个QueryStatementCallback  就是具体的实现的类，这个query 方法在JdbcTemplate 里调用的，最后返回的是JdbcTemplate 里面的execute 方法，所以JdbcTemplate  就是命令调用者

我们可以换个接口再次看一下

我们这次进ExecuteStatementCallback 的方法，发现还是返回到JdbcTemplate 里

所以JdbcTemplate 确实使用了命令模式，只不过它用的是内部类

3) 模式角色分析说明

• StatementCallback 接口 ,类似命令接口(Command)
• class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider , 匿名内部类， 实现了命令接口， 同时也充当命令接收者
• 命令调用者 是 JdbcTemplate , 其中execute(StatementCallback<T> 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doInStatemnt 实现逻辑
• 另外实现 StatementCallback 命令接口的子类还有 QueryStatementCallback、

 

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，调用者只要调用命令对象的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，增加了系统的复杂度，这点在在使用的时候要注意

5) 空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们每按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦。

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