java设计模式之命令模式

命令模式的定义：

　　命令模式是对命令的封装，每一个命令都是一个操作：请求方发出请求要求执行一个操作；接收方收到请求，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，不用关心命令怎么被接收、怎样操作以及是否被执行等。命令模式属于行为型设计模式。

　　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，需要对行为

进行记录、撤销或者重做等处理时，只能修改源码。而命令模式通过在请求与实现之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，

它由不同的子类实现，因此具有扩展性。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：

• 现实语义中具备“命令”的操作（如命令菜单、shell命令等）。
• 请求的调用者和接收者需要解耦，使得调用者和接收者不之间交互。
• 需要抽象除等待执行的行为，比如撤销操作和恢复等操作。
• 需要支持命令宏（即命令组合操作）。

命令模式的UML类图：

　

 从上图可以看出，命令模式主要包含4个角色。

• 接收者角色（Receiver）：该类负责具体实施或执行一个请求。
• 命令模式（ICommand）：定义需要执行的所有命令行为。
• 具体命令角色（ConcreteCommand）：该类内部维护一个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。

　　从命令模式的UML类图中，可以很清晰地看出，ICommand的出现就是作为Receiver和Invoker的中间件，解耦了彼此。

使用命令模式重构播放器控制条：

　　假如我们开发一个播放器，播放器播放功能、拖动进度条功能、停止播放功能、暂停功能，我们在操作播发器的时候并不知道之间调用播放器

哪个功能，而是通过一个控制传达去传递指令给播放器内核，具体传达什么指令，会被封装成一个个按钮。那么每个按钮就相当于一条命令的封装。

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类：

public class GPlayer {
    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");
    }
}

创建命令接口：

public interface IAction {
    void execute();
}

创建播放指令类：

public class PlayAction implements IAction {
    private GPlayer gplayer;

    public PlayAction(GPlayer gplayer) {
        this.gplayer = gplayer;
    }

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

创建暂停指令类：

public class PauseAction implements IAction {
    private GPlayer gplayer;

    public PauseAction(GPlayer gplayer) {
        this.gplayer = gplayer;
    }

    public void execute() {
        gplayer.pause();
    }
}

创建拖动进度条类：

public class SpeedAction implements IAction {
    private GPlayer gplayer;

    public SpeedAction(GPlayer gplayer) {
        this.gplayer = gplayer;
    }

    public void execute() {
        gplayer.speed();
    }
}

创建停止播放指令：

public class StopAction implements IAction {
    private GPlayer gplayer;

    public StopAction(GPlayer gplayer) {
        this.gplayer = gplayer;
    }

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

创建控制条controller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();
    }
}

从上面代码来看，控制条可以执行单条命令，也可以批量执行多条命令。下面看客户端的测试代码：

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

        GPlayer player = new GPlayer();
        Controller controller = new Controller();
        controller.execute(new PlayAction(player));

        controller.addAction(new PauseAction(player));
        controller.addAction(new PlayAction(player));
        controller.addAction(new StopAction(player));
        controller.addAction(new SpeedAction(player));
        controller.executes();
    }
}

由于控制条已经与播放器内核解耦了，以后如果想扩展新命令，只需要增加命令即可，控制条的结构无须改动。

命令模式的优点：

• 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，结合装饰器模式会更加灵活。

命令模式的缺点：

• 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，引入额外类型结构（引入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的通病抽象必然会额外增加类的数量；代码抽离肯定比代码聚合更难理解。