设计模式之命令模式

命令模式：

　　命令模式(Command Pattern) 是对命令的封装， 每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行操作。命令模式解耦了请求方和接收方，请求方只需请求执行命令，不用关心命令是怎样被接收，怎样被操作以及是否被执行…等.命令模式属于行为型模式。

　　将一个请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求把客户端参数化，对请求排队或者记录请求日志，可以提供命令的撤销和恢复功能，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关系，因为这样的实现简单明了。但紧耦合关系缺乏扩展性，在某些场合中，当需要为行为进行记录，撤销或重做等处理时，只能修改源码。而命令模式通过为请求与实现间引入一个抽象命令接口，解耦了请求与实现，并且中间件是抽象的，它可以有不同的子类实现，因此其具备扩展性。所以，命令模式的本质是解耦命令请求与处理。

命令模式的应用场景：

　　当系统的某项操作具备命令语义时，且命令实现不稳定(变化)，那么可以通过命令模式解收方与抽象命令接口呈现弱耦合(内部方法无需一致)，具备良好的扩展性。命令模式适用于以下应用场景： 

• 现实语义中具备“命令”的操作(如命令菜单， shell命令…) ；
• 请求调用者和请求的接收者需要解耦，使得调用者和接收者不直接交互；
• 需要抽象出等待执行的行为， 比如撤销(Undo) 操作和恢复(Redo) 等操作；
• 需要支持命令宏(即命令组合操作)。

命令模式主要包含四种角色：

• 接收者角色(Receiver) ：该类负责具体实施或执行一个请求；
• 命令角色(Command) ：定义需要执行的所有命令行为；
• 具体命令角色(Concrete Command) 该类内部维护一个接收者(Receiver) 在其execute()方法中调用Receiver的相关方法；
• 请求者角色(Invoker) ：接收客户端的命令， 并执行命令。

　　其实可以看出：Command的出现就是作为Receiver 和Invoker的中间件， 解耦了彼此。而之所以引入Command中间件， 我觉得是以下两方面原因：  

解耦请求与实现：即解耦了Invoker和Receiver， Invoker是一个具体的实现， 等待接收客户端传入命令(即Invoker与客户端耦合) ， Invoker处于业务逻辑区域，应当是一个稳定的结构。而Receiver是属于业务功能模块是经常变动的如果没有Command，则Invoker紧耦合Receiver， 一个稳定的结构依赖了一个不稳定的结构， 就会导致整个结构都不稳定了。这也就是Command引入的原因：不仅仅是解耦请求与实现， 同时稳定(Invoker)依赖稳定(Command) ， 结构还是稳定的。扩展性增强：扩展性体现在两个方面：

• Receiver属于底层细节， 可以通过更换不同的Receiver达到不同的细节实现；
• Command接口本身就是抽象的， 本身就具备扩展性； 而且由于命令对象本身就具备抽象，如果结合装饰器模式，功能扩展简直如鱼得水.

　　举个生活中的例子，相信80后的小伙伴应该都经历过普及黑白电视机的那个年代。黑白电视机要换台那简直不容易，需要人跑上前去用力掰动电视机上那个切换频道的旋钮，一顿“啪啪啪”折腾下来才能完成一次换台。如今时代好了，我们只需躺沙发上按一下遥控器就完成了换台。这就是用到了命令模式，将换台命令和换台处理进行了分离。另外，就是餐厅的点菜单，一般是后厨先把所有的原材料组合配置好了，客户用餐前只需要点菜即可，将需求和处理进行了解耦。

命令模式在业务场景中的应用：

　　假如我们自己开发一个播放器，播放器有播放功能、有拖动进度条功能、停止播放功能、暂停功能，我们自己去操作播放器的时候并不是直接调用播放器的方法，而是通过一个控制条去传达指令给播放器内核，那么具体传达什么指令，会被封装为一个一个的按钮。那么每个按钮就相当于是对一条命令的封装。用控制条实现了用户发送指令与播放器内核接收指令的解耦。下面来看代码， 首先创建播放器内核 Player类：

public class Player {

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

    public void speed() {
        System.out.println("拖动进度条");
    }

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

    public void pause() {
        System.out.println("暂停播放");
    }

}

　　创建命令执行接口：

public interface IAction {
    void execute();
}

　　然后创建操作指令类：

//播放
public class PlayAction implements IAction {
    private Player player;

    public PlayAction(Player player) {
        this.player = player;
    }

    public void execute() {
        player.play();
    }
}
//暂停
public class PauseAction implements IAction {
    private Player player;

    public PauseAction(Player player) {
        this.player = player;
    }

    public void execute() {
        player.pause();
    }
}
//拖动进度条
public class SpeedAction implements IAction {
    private Player player;

    public SpeedAction(Player player) {
        this.player = player;
    }

    public void execute() {
        player.speed();
    }
}
//停止
public class StopAction implements IAction {
    private Player player;

    public StopAction(Player player) {
        this.player = player;
    }

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

　　最后创建控制类：

public class Controller {
    private List<IAction> actions = new ArrayList<IAction>();

    public void addAction(IAction action){
        actions.add(action);
    }

    public void execute(IAction action){
        action.execute();
    }

    public void executes(){
        for (IAction action:actions) {
            action.execute();
        }
        actions.clear();
    }

}

　　测试：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Player player = new Player(); 
        //单条指令
        Controller controller = new Controller();
        controller.execute(new PlayAction(player));
        //批量指令
        controller.addAction(new PauseAction(player));
        controller.addAction(new PlayAction(player));
        controller.addAction(new StopAction(player));
        controller.addAction(new SpeedAction(player));
        controller.executes();
    }
}

优点：

• 通过引入中间件(抽象接口)，解耦了命令请求与实现；
• 扩展性良好，可以很容易地增加新命令；
• 支持组合命令，支持命令队列；
• 可以在现有命令的基础上，增加额外功能(比如日志记录…，结合装饰器模式更酸爽)。

缺点：

• 具体命令类可能过多；
• 命令模式的结果其实就是接收方的执行结果，但是为了以命令的形式进行架构，解耦请求与实现，引入了额外类型结构(引入了请求方与抽象命令接口)，增加了理解上的困难(不过这也是设计模式带来的一个通病，抽象必然会引入额外类型；抽象肯定比紧密难理解)。