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设计模式-命令模式(Command)
来源：cnblogs　　作者：公众号JavaStorm　　时间：2019/6/17 9:02:32　　对本文有异议

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大约需要6分钟读完。建议收藏后阅读。
命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统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。
GitHub地址： https://github.com/UniqueDong/zero-design-stu 中的 headfirst 包下代码。

概述

命令模式是对命令的封装。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。

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。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，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，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。

　　命令允许请求的一方和接收请求的一方能够独立演化，从而具有以下的优点：

　　（1）命令模式使新的命令很容易地被加入到系统里。

　　（2）允许接收请求的一方决定是否要否决请求。

　　（3）能较容易地设计一个命令队列。

　　（4）可以容易地实现对请求的撤销和恢复。

　　（5）在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。
类图

角色

  • 客户端(Client)角色： 创建一个 ConcreteCommand，并设置其接受者。
  • 命令(Command)角色： 为所有的命令申明一个接口。调用命令对象的 execute 方法就可以让接受者执行相关的动作，同事接口还具备一个 undo() 撤回方法。
  • 具体命令(ConcreteCommand)角色： 定义一个接收者和行为之间的弱耦合；实现execute()方法，负责调用接收者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。调用者只需要调用 execute 方法就可以发出请求，然后由 ConcreteCommand 调用接受者的一个或者多个动作。
  • 调用者(Invoker)角色： 调用者持有一个命令对象，提供一个触发方法调用命令对象的 execute 方法，将命令执行。
  • 接收者(Receiver)角色： 负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接收者，实施和执行请求的方法叫做行动方法。

执行流程

  1. 客户端创建一个命令对象。
  2. 客户端在调用者对象上调用 setCommand 方法。
  3. 在未来合适的时间点，调用者调用命令对象的 execute 方法。
  4. 命令通过调用者委托到对应的接受者执行。完成任务。

场景模拟

一个全能遥控器 6个可编程插槽（每个可以指定一个不同的家电装置），用来控制家电（电视、空调、冰箱、音响）。每个插槽有对应的 [开] 和 [关] 按钮。同时还具备一个整体一键撤回按钮。撤回需求是这样的，比如电灯是关的，然后按下开启按钮电灯就开了。现在假如按下撤销按钮，那么上一个动作将会翻转。在这里，电灯将会关闭。
遥控器
插槽连接对应的家电，开关是对应的指令。每个家电对应两个指令，分别是 【开】和【关】按键。

许多家电都有 on() 和 off() 方法，除此之外还有一些 setVolumn()、setTV()、setTemperature() 方法。
我们总不能 写 if slot1 == Light then light.on()。

代码实现

命令接受者角色

首先我们拥有很多家电。他们其实就是不同命令的接受者执行。

  • 灯
  1. package com.zero.headfirst.command.receiver;
  3. public class Light {
  4.     public void on() {
  5.         System.out.println("打开电灯。");
  6.     }
  7.     public void off() {
  8.         System.out.println("关灯。");
  9.     }
  10. }
  • 音响
  1. package com.zero.headfirst.command.receiver;
  3. public class Stereo {
  4.     public void on() {
  5.         System.out.println("打开音响");
  6.     }
  8.     public void off() {
  9.         System.out.println("关闭音响");
  10.     }
  12.     public void setCD() {
  13.         System.out.println("放入CD");
  14.     }
  16.     public void setVolume() {
  17.         System.out.println("音响音量设置为20");
  18.     }
  19. }

命令角色

首先让所有的命令对象实现该接口，分别有命令执行与撤回

  1. package com.zero.headfirst.command;
  3. /**
  4.  * 命令(Command)角色
  5.  */
  6. public interface Command {
  7.     /**
  8.      * 命令执行
  9.      */
  10.     void execute();
  12.     /**
  13.      * 命令撤销
  14.      */
  15.     void undo();
  16. }

具体命令角色

  • 定义开灯命令，实现 execute 。持有 命令接受者 灯的引用，从而当调用者调用 execute 将委托给对应的 灯执行开灯操作。
  1. package com.zero.headfirst.command.impl;
  3. import com.zero.headfirst.command.Command;
  4. import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;
  6. public class LightOnCommand implements Command {
  8.     /**
  9.      * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行开灯
  10.      */
  11.     private Light light;
  13.     @Override
  14.     public void execute() {
  15.         light.on();
  16.     }
  18.     @Override
  19.     public void undo() {
  20.         light.off();
  21.     }
  23.     /**
  24.      * 设置命令的接受者
  25.      * @param light
  26.      */
  27.     public void setLight(Light light) {
  28.         this.light = light;
  29.     }
  30. }
  • 定义关灯命令
  1. package com.zero.headfirst.command.impl;
  3. import com.zero.headfirst.command.Command;
  4. import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;
  6. public class LightOffCommand implements Command {
  8.     /**
  9.      * 持有接受者实例，以便当命令execute执行的时候由接受者执行
  10.      */
  11.     private Light light;
  13.     @Override
  14.     public void execute() {
  15.         light.off();
  16.     }
  18.     @Override
  19.     public void undo() {
  20.         light.on();
  21.     }
  23.     public void setLight(Light light) {
  24.         this.light = light;
  25.     }
  26. }
  • 定义打开音响命令
  1. package com.zero.headfirst.command.impl;
  3. import com.zero.headfirst.command.Command;
  4. import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;
  6. /**
  7.  * 音响开指令
  8.  */
  9. public class StereoOnCommand implements Command {
  11.     private Stereo stereo;
  13.     @Override
  14.     public void execute() {
  15.         stereo.on();
  16.         stereo.setCD();
  17.         stereo.setVolume();
  18.     }
  20.     @Override
  21.     public void undo() {
  22.         stereo.off();
  23.     }
  25.     public void setStereo(Stereo stereo) {
  26.         this.stereo = stereo;
  27.     }
  28. }
  • 定义关闭音响命令
  1. package com.zero.headfirst.command.impl;
  3. import com.zero.headfirst.command.Command;
  4. import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;
  6. public class StereoOffCommand implements Command {
  8.     private Stereo stereo;
  10.     public void setStereo(Stereo stereo) {
  11.         this.stereo = stereo;
  12.     }
  14.     @Override
  15.     public void execute() {
  16.         stereo.off();
  17.     }
  19.     @Override
  20.     public void undo() {
  21.         stereo.on();
  22.         stereo.setCD();
  23.         stereo.setVolume();
  24.     }
  25. }

剩下的打开电视机、关闭电视机、打开空调、关闭空调的就不一一写了。都是一样的模板套路。具体代码可以查阅 GitHub地址： https://github.com/UniqueDong/zero-design-stu 中的 headfirst 包下代码。

调用者角色

其实就是我们的遥控器。

  1. package com.zero.headfirst.command;
  3. import com.zero.headfirst.command.impl.NoCommand;
  5. import java.util.Arrays;
  7. /**
  8.  * 调用者：遥控器
  9.  */
  10. public class RemoteControl {
  11.     /**
  12.      * 一共4个家电插槽，每个插槽有 开与关命令。
  13.      */
  14.     private Command[] onCommands;
  15.     private Command[] offCommands;
  17.     //用来保存前一个命令，用来实现撤销功能
  18.     private Command undoCommand;
  20.     /**
  21.      * 通过构造器初始化开关数组
  22.      */
  23.     public RemoteControl() {
  24.         onCommands = new Command[4];
  25.         offCommands = new Command[4];
  26.         //初始化所有插槽为空指令
  27.         Command noCommand = new NoCommand();
  28.         for (int i = 0; i < 4; i++) {
  29.             onCommands[i] = noCommand;
  30.             offCommands[i] = noCommand;
  31.         }
  32.         //一开始没有所谓的前一个命令，所以默认无指令
  33.         undoCommand = noCommand;
  34.     }
  36.     /**
  37.      * 设置指定插槽对应的按钮指令
  38.      * @param slot 插槽位置
  39.      * @param onCommand 开指令
  40.      * @param offCaommand 关指令
  41.      */
  42.     public void setCommand(int slot,Command onCommand, Command offCaommand) {
  43.         onCommands[slot] = onCommand;
  44.         offCommands[slot] = offCaommand;
  45.     }
  47.     /**
  48.      * 模拟按下指定插槽对应的【开】按键
  49.      */
  50.     public void pressOnButton(int slot) {
  51.         onCommands[slot].execute();
  52.         //将当前指令记录下来，用于在撤销的时候能执行命令对应的 undo 方法从而实现撤销功能
  53.         undoCommand = onCommands[slot];
  54.     }
  56.     /**
  57.      * 模拟按下指定插槽对应的【关】按键
  58.      */
  59.     public void pressOffButton(int slot) {
  60.         offCommands[slot].execute();
  61.         undoCommand = offCommands[slot];
  62.     }
  64.     /**
  65.      * 撤销功能
  66.      */
  67.     public void pressUndoButton() {
  68.         undoCommand.undo();
  69.     }
  71.     @Override
  72.     public String toString() {
  73.         return "RemoteControl{" +
  74.                 "onCommands=" + Arrays.toString(onCommands) +
  75.                 ", offCommands=" + Arrays.toString(offCommands) +
  76.                 '}';
  77.     }
  78. }

客户端角色

获取遥控器，并且拿到灯、空调等命令接受者。分别创建对应的 【开】，【关】指令。
链接到对应的插槽。当按下按钮的时候触发指定的指令。

  1. package com.zero.headfirst.command;
  3. import com.zero.headfirst.command.impl.*;
  4. import com.zero.headfirst.command.receiver.AirConditioning;
  5. import com.zero.headfirst.command.receiver.Light;
  6. import com.zero.headfirst.command.receiver.Stereo;
  7. import com.zero.headfirst.command.receiver.TV;
  9. /**
  10.  * 客户端角色
  11.  */
  12. public class CommandClient {
  13.     public static void main(String[] args) {
  14.         //创建一个遥控器-调用者角色
  15.         RemoteControl remoteControl = new RemoteControl();
  16.         //1. 创建电灯-接受者角色
  17.         Light light = new Light();
  18.         //创建开灯、关灯命令-命令具体角色
  19.         LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand();
  20.         lightOnCommand.setLight(light);
  21.         LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand();
  22.         lightOffCommand.setLight(light);
  24.         //调用者设置电灯插槽以及对应的开关按键指令-调用者角色
  25.         remoteControl.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);
  27.         // 2. 设置音响插槽与对应按键指令
  28.         Stereo stereo = new Stereo();
  29.         StereoOnCommand stereoOnCommand = new StereoOnCommand();
  30.         stereoOnCommand.setStereo(stereo);
  31.         StereoOffCommand stereoOffCommand = new StereoOffCommand();
  32.         stereoOffCommand.setStereo(stereo);
  34.         remoteControl.setCommand(1, stereoOnCommand, stereoOffCommand);
  36.         //3. 空调
  37.         AirConditioning airConditioning = new AirConditioning();
  38.         AirConditioningOnCommand airConditioningOnCommand = new AirConditioningOnCommand();
  39.         airConditioningOnCommand.setAirConditioning(airConditioning);
  40.         AirConditioningOffCommand airConditioningOffCommand = new AirConditioningOffCommand();
  41.         airConditioningOffCommand.setAirConditioning(airConditioning);
  43.         remoteControl.setCommand(2, airConditioningOnCommand, airConditioningOffCommand);
  45.         //4. 电视
  46.         TV tv = new TV();
  47.         TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand();
  48.         tvOnCommand.setTv(tv);
  49.         TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand();
  50.         tvOffCommand.setTv(tv);
  52.         remoteControl.setCommand(3, tvOnCommand, tvOffCommand);
  54.         //模拟按键
  55.         System.out.println("-------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视----");
  56.         remoteControl.pressOnButton(0);
  57.         remoteControl.pressOnButton(1);
  58.         remoteControl.pressOnButton(2);
  59.         remoteControl.pressOnButton(3);
  61.         System.out.println("------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调--------");
  62.         remoteControl.pressOffButton(0);
  63.         remoteControl.pressOffButton(1);
  64.         remoteControl.pressOffButton(3);
  66.         System.out.println("----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销----");
  67.         remoteControl.pressOnButton(0);
  68.         remoteControl.pressOffButton(0);
  69.         //一键撤销
  70.         remoteControl.pressUndoButton();
  71.     }
  72. }

测试结果

  1. -------码农回家了，使用遥控开启电灯、音响、空调、电视----
  2. 打开电灯。
  3. 打开音响
  4. 放入CD
  5. 音响音量设置为20
  6. 打开空调
  7. 空调温度设置28°
  8. 打开电视
  9. 设置频道为宇宙电视台
  10. 电视音量设置为20
  11. ------码农睡觉了，使用遥控关闭电灯、音响、电视。不关空调--------
  12. 关灯。
  13. 关闭音响
  14. 关闭电视
  15. ----撤销测试，先打开电灯。再关闭电灯。然后按撤销----
  16. 打开电灯。
  17. 关灯。
  18. 打开电灯。

总结

使用场景：

  1. 工作队列：在某一端添加指令，只要是实现命令模式的对象都可以放到队列里。另外一端是线程。线程进项下面的工作：从队列取出一个命令，然后调用execute 方法，调用完后将该命令丢弃，再继续取下一个命令。
  2. 线程池。

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原文链接：http://www.cnblogs.com/uniqueDong/p/11028109.html

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