Java之命令模式（Command Pattern）

1.概念

　　将来自客户端的请求传入一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化。用于“行为请求者”与“行为实现者”解耦，可实现二者之间的松耦合，以便适应变化。分离变化与不变的因素。

 　　在面向对象的程序设计中，一个对象调用另一个对象，一般情况下的调用过程是：创建目标对象实例；设置调用参数；调用目标对象的方法。

但在有些情况下有必要使用一个专门的类对这种调用过程加以封装，我们把这种专门的类称作command类。

Command模式可应用于
a）整个调用过程比较繁杂，或者存在多处这种调用。这时，使用Command类对该调用加以封装，便于功能的再利用。
b）调用前后需要对调用参数进行某些处理。
c）调用前后需要进行某些额外处理，比如日志，缓存，记录历史操作等。

Command模式有如下效果：
a）将调用操作的对象和知道如何实现该操作的对象解耦。
b）Command是头等对象。他们可以像其他对象一样被操作和扩展。
c）你可将多个命令装配成一个符合命令。
d）增加新的Command很容易，因为这无需改变现有的类。

2.UML

3.代码

public interface Command {
    public void execute();
}


public class ConcreteCommand implements Command {

    private Receiver receiver = null;
    private String state;

    public ConcreteCommand(Receiver receiver){
       this.receiver = receiver;
    }  
    public void execute() {
       receiver.action();
    }
}


public class Receiver {
    public void action(){
       //真正执行命令操作的功能代码
    }
}


public class Invoker {
    private Command command = null;

    public void setCommand(Command command) {
       this.command = command;
    }

    public void runCommand() {
       command.execute();
    }
}

public class Client {
    public void assemble(){
       //创建接收者
       Receiver receiver = new Receiver();
       //创建命令对象，设定它的接收者
       Command command = new ConcreteCommand(receiver);
       //创建Invoker，把命令对象设置进去
       Invoker invoker = new Invoker();
       invoker.setCommand(command);
    }
}

下面给个例子，是模拟对电视机的操作有开机、关机、换台命令。代码如下

//命令接收者
public class Tv {
　　public int currentChannel = 0;

　　public void turnOn() {
　　   System.out.println("The televisino is on.");
　　}

　　public void turnOff() {
　　   System.out.println("The television is off.");
　　}

　　public void changeChannel(int channel) {
　　   this.currentChannel = channel;
　　   System.out.println("Now TV channel is " + channel);
　　}
}

//执行命令的接口
public interface Command {
　　void execute();
}

//开机命令
public class CommandOn implements Command {
　　private Tv myTv;

　　public CommandOn(Tv tv) {
　　   myTv = tv;
　　}

　　public void execute() {
　　   myTv.turnOn();
　　}
}

//关机命令
public class CommandOff implements Command {
　　private Tv myTv;

　　public CommandOff(Tv tv) {
　　   myTv = tv;
　　}

　　public void execute() {
　　   myTv.turnOff();
　　}
}

//频道切换命令
public class CommandChange implements Command {
　　private Tv myTv;

　　private int channel;

　　public CommandChange(Tv tv, int channel) {
　　   myTv = tv;
 　　  this.channel = channel;
　　}

　　public void execute() {
　　   myTv.changeChannel(channel);
　　}
}

//可以看作是遥控器吧
public class Control {
　　private Command onCommand, offCommand, changeChannel;

　　public Control(Command on, Command off, Command channel) {
 　　  onCommand = on;
 　　  offCommand = off;
　　   changeChannel = channel;
　　}

　　public void turnOn() {
　　   onCommand.execute();
　　}

　　public void turnOff() {
　　   offCommand.execute();
　　}

　　public void changeChannel() {
 　　  changeChannel.execute();
　　}
}

//测试类
public class Client {
　　public static void main(String[] args) {
  　　 // 命令接收者
 　　  Tv myTv = new Tv();
 　　  // 开机命令
  　　 CommandOn on = new CommandOn(myTv);
  　　 // 关机命令
  　　 CommandOff off = new CommandOff(myTv);
  　　 // 频道切换命令
 　　  CommandChange channel = new CommandChange(myTv, 2);
 　　  // 命令控制对象
　　   Control control = new Control(on, off, channel);

  　　 // 开机
  　　 control.turnOn();
 　　  // 切换频道
 　　  control.changeChannel();
 　　  // 关机
 　　  control.turnOff();
　　}
}


执行结果为：
The televisino is on.
Now TV channel is 2
The television is off.

4.应用场景

在下面的情况下应当考虑使用命令模式：

1）使用命令模式作为"CallBack"在面向对象系统中的替代。"CallBack"讲的便是先将一个函数登记上，然后在以后调用此函数。

2）需要在不同的时间指定请求、将请求排队。一个命令对象和原先的请求发出者可以有不同的生命期。换言之，原先的请求发出者可能已经不在了，而命令对象本身仍然是活动的。这时命令的接收者可以是在本地，也可以在网络的另外一个地址。命令对象可以在串形化之后传送到另外一台机器上去。

3）系统需要支持命令的撤消(undo)。命令对象可以把状态存储起来，等到客户端需要撤销命令所产生的效果时，可以调用undo()方法，把命令所产生的效果撤销掉。命令对象还可以提供redo()方法，以供客户端在需要时，再重新实施命令效果。

4）如果一个系统要将系统中所有的数据更新到日志里，以便在系统崩溃时，可以根据日志里读回所有的数据更新命令，重新调用Execute()方法一条一条执行这些命令，从而恢复系统在崩溃前所做的数据更新。