1. 智能生活项目需求
- 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。
2. 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 - 命令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
- 在命令模式中， 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(即命令)， 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
命令模式原理类图
Invoker：是调用者角色，里面聚合了一个Command实现类的对象Command：是命令角色， 用于定义接口规范，需要执行的所有命令都在这里， 可以是接口或抽象类Receiver：接收者角色， 知道如何实施和执行一个请求相关的操作,实际执行的对象ConcreteCommand：具体的命令角色，实现(或继承)Command，将一个接收执行者Receiver对象的某一个动作绑定， 调用接受者相应的操作- 将
Command的具体实现类与Invoker聚合，将Receiver与Command的具体实现类聚合，从而将Invoker(命令调用者)和Receiver(命令执行者)解耦
3. 命令模式解决智能生活项目
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
类图:
代码实现 :
-
一个命令对象的抽象接口
//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(); } -
命令执行者，真正操作电灯的开、关
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.. "); } } -
打开电灯的命令类，该类实现了
Command接口，并且聚合了一个LightReceiver的实现类，用于操作电灯的开操作public class LightOnCommand implements Command { // 聚合LightReceiver LightReceiver light; // 构造器 public LightOnCommand(LightReceiver light) { 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(); } } -
关闭电灯的命令类，该类实现了
Command接口，并且聚合了一个LightReceiver的实现类，用于操作电灯的关操作public class LightOffCommand implements Command { // 聚合LightReceiver LightReceiver light; // 构造器 public LightOffCommand(LightReceiver light) { 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(); } } -
空命令，该类在
RemoteController中用于初始化命令按钮，这样就不用做空指针判断// 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() { } @Override public void undo() { } } -
命令的发出者(
Invoker)，聚合了Command的实现类，在RemoteController中调用Command实现类的方法控制设备的开、关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(); // 初始化时，设置为空操作，避免空指针判断 offCommands[i] = new NoCommand(); // 初始化时，设置为空操作，避免空指针判断 } } // 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(); } } -
测试代码
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(); } }
优点
命令模式扩展性很强，我们将对操作每个对象的不同的操作,都统一封装成一组命令,并集中到一个地方调用
假如我们想新增 TV 相关的类(Command 和 Receiver)，RemoteController 类并不需要做任何变化，符合开闭原则
4. Spring JdbcTemplate 源码分析
StatementCallback 接口类似与之前的 Command 接口，用于定义命令的规范
public interface StatementCallback<T> {
T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException, DataAccessException;
}
QueryStatementCallback 为方法匿名内部类，实现了 StatementCallback 接口，同时也充当了命令的接收者也就是实际执行者(Receiver)
public class JdbcTemplate extends JdbcAccessor implements JdbcOperations {
// ...
@Override
public <T> T query(final String sql, final ResultSetExtractor<T> rse) throws DataAccessException {
Assert.notNull(sql, "SQL must not be null");
Assert.notNull(rse, "ResultSetExtractor must not be null");
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Executing SQL query [" + sql + "]");
}
class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider {
@Override
public T doInStatement(Statement stmt) throws SQLException {
ResultSet rs = null;
try {
rs = stmt.executeQuery(sql);
ResultSet rsToUse = rs;
if (nativeJdbcExtractor != null) {
rsToUse = nativeJdbcExtractor.getNativeResultSet(rs);
}
return rse.extractData(rsToUse);
}
finally {
JdbcUtils.closeResultSet(rs);
}
}
@Override
public String getSql() {
return sql;
}
}
return execute(new QueryStatementCallback());
}
// ...
当JdbcTemplate 为命令的调用者，在 execute(StatementCallback<T> action) 方法中，执行了命令： T result = action.doInStatement(stmtToUse);，不同的 StatementCallback 实现类，doInStatement() 方法的实现逻辑也不同
public class JdbcTemplate extends JdbcAccessor implements JdbcOperations {
// ...
@Override
public <T> T execute(StatementCallback<T> action) throws DataAccessException {
Assert.notNull(action, "Callback object must not be null");
Connection con = DataSourceUtils.getConnection(getDataSource());
Statement stmt = null;
try {
Connection conToUse = con;
if (this.nativeJdbcExtractor != null &&
this.nativeJdbcExtractor.isNativeConnectionNecessaryForNativeStatements()) {
conToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeConnection(con);
}
stmt = conToUse.createStatement();
applyStatementSettings(stmt);
Statement stmtToUse = stmt;
if (this.nativeJdbcExtractor != null) {
stmtToUse = this.nativeJdbcExtractor.getNativeStatement(stmt);
}
T result = action.doInStatement(stmtToUse);
handleWarnings(stmt);
return result;
}
catch (SQLException ex) {
// Release Connection early, to avoid potential connection pool deadlock
// in the case when the exception translator hasn't been initialized yet.
JdbcUtils.closeStatement(stmt);
stmt = null;
DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());
con = null;
throw getExceptionTranslator().translate("StatementCallback", getSql(action), ex);
}
finally {
JdbcUtils.closeStatement(stmt);
DataSourceUtils.releaseConnection(con, getDataSource());
}
}
// ...
另外实现 StatementCallback 命令接口的子类还有如下四个
5. 命令模式的注意事项
- 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