【设计模式】命令模式
命令模式(Command Pattern)是一种数据驱动的设计模式,它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中,并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象,并把该命令传给相应的对象,该对象执行命令。
基本介绍
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意图:将一个请求封装成一个对象,从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。
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主要解决:在软件系统中,行为请求者与行为实现者通常是一种紧耦合的关系,但某些场合,比如需要对行为进行记录、撤销或重做、事务等处理时,这种无法抵御变化的紧耦合的设计就不太合适。
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何时使用:在某些场合,比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理,这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的。在这种情况下,如何将"行为请求者"与"行为实现者"解耦?将一组行为抽象为对象,可以实现二者之间的松耦合。
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如何解决:通过调用者调用接受者执行命令,顺序:调用者→接受者→命令。
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关键代码:
定义三个角色:- 1、received 真正的命令执行对象
- 2、Command
- 3、invoker 使用命令对象的入口
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应用实例:struts 1 中的 action 核心控制器 ActionServlet 只有一个,相当于 Invoker,而模型层的类会随着不同的应用有不同的模型类,相当于具体的 Command。
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优点:
- 1、降低了系统耦合度。
- 2、新的命令可以很容易添加到系统中去。
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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。
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使用场景:认为是命令的地方都可以使用命令模式,
比如:- 1、GUI 中每一个按钮都是一条命令。
- 2、模拟 CMD。
注意事项:系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作,也可以考虑使用命令模式,见命令模式的扩展。
概括
命令模式基本介绍
- 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
- 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。
- 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。
- 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
对原理类图的说明-即(命名模式的角色及职责)
- Invoker:是调用者角色
- 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
- Receiver:接受者角色,知道如何实施和执行一个请求相关的操作
- 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
我的理解
相当于医生开的处方(请求命令),由抓药的人员进行抓药(执行)
皇帝下圣旨给太监(命令对象),交给对应的官员。
俺有一个 MM 家里管得特别严,没法见面,只好借助于她弟弟在我们俩之间传送信息,她对我有什么指示,就写一张纸条让她弟弟带给我。这不,她弟弟又传送过来一个COMMAND,为了感谢他,我请他吃了碗杂酱面,哪知道他说:“我同时给我姐姐三个男朋友送 COMMAND,就数你最小气,才请我吃面。”。
命令模式:命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开,委派给不同的对象。命令模式允许请求的一方和发送的一方独立开来,使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口,更不必知道请求是怎么被接收,以及操作是否执行,何时被执行以及是怎么被执行的。系统支持命令的撤消。
应用实例
智能生活项目需求
看一个具体的需求
- 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。
- 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。
- 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。
- 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.
- 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
使用命令模式
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
- 思路分析和图解
代码实现
LightReceiver
package com.nemo.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.. ");
}
}
TVReceiver
package com.nemo.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.. ");
}
}
Command
package com.nemo.command;
//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();
}
NoCommand
package com.nemo.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 Administrator
*
*/
public class NoCommand implements Command {
@Override
public void execute() {}
@Override
public void undo() {}
}
TVOffCommand
package com.nemo.command;
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() {
// 调用接收者的方法
tv.off();
}
@Override
public void undo() {
// 调用接收者的方法
tv.on();
}
}
TVOnCommand
package com.nemo.command;
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() {
// 调用接收者的方法
tv.on();
}
@Override
public void undo() {
// 调用接收者的方法
tv.off();
}
}
LightOffCommand
package com.nemo.command;
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() {
// 调用接收者的方法
light.off();
}
@Override
public void undo() {
// 调用接收者的方法
light.on();
}
}
LightOnCommand
package com.nemo.command;
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() {
//调用接收者的方法
light.on();
}
@Override
public void undo() {
//调用接收者的方法
light.off();
}
}
RemoteController
package com.nemo.command;
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();
}
}
Client
package com.nemo.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
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Spring 框架的 JdbcTemplate 就使用到了命令模式
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代码分析
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模式角色分析说明
- StatementCallback 接口 ,类似命令接口(Command)
- 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 - 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 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
- 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。
- 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
- 容易实现对请求的撤销和重做
- 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
- 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。
- 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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