Java之命令模式（Command Pattern）

1.概念

　　將來自客戶端的請求傳入一個對象，從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化。用於“行為請求者”與“行為實現者”解耦，可實現二者之間的松耦合，以便適應變化。分離變化與不變的因素。

 　　在面向對象的程序設計中，一個對象調用另一個對象，一般情況下的調用過程是：創建目標對象實例；設置調用參數；調用目標對象的方法。

但在有些情況下有必要使用一個專門的類對這種調用過程加以封裝，我們把這種專門的類稱作command類。

Command模式可應用於
a）整個調用過程比較繁雜，或者存在多處這種調用。這時，使用Command類對該調用加以封裝，便於功能的再利用。
b）調用前后需要對調用參數進行某些處理。
c）調用前后需要進行某些額外處理，比如日志，緩存，記錄歷史操作等。

Command模式有如下效果：
a）將調用操作的對象和知道如何實現該操作的對象解耦。
b）Command是頭等對象。他們可以像其他對象一樣被操作和擴展。
c）你可將多個命令裝配成一個符合命令。
d）增加新的Command很容易，因為這無需改變現有的類。

 

2.UML

3.代碼

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(){
       //真正執行命令操作的功能代碼
    }
}


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(){
       //創建接收者
       Receiver receiver = new Receiver();
       //創建命令對象，設定它的接收者
       Command command = new ConcreteCommand(receiver);
       //創建Invoker，把命令對象設置進去
       Invoker invoker = new Invoker();
       invoker.setCommand(command);
    }
}

下面給個例子，是模擬對電視機的操作有開機、關機、換台命令。代碼如下

//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);
　　}
}

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

//開機命令
public class CommandOn implements Command {
　　private Tv myTv;

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

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

//關機命令
public class CommandOff implements Command {
　　private Tv myTv;

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

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

//頻道切換命令
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);
　　}
}

//可以看作是遙控器吧
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();
　　}
}

//測試類
public class Client {
　　public static void main(String[] args) {
  　　 // 命令接收者
 　　  Tv myTv = new Tv();
 　　  // 開機命令
  　　 CommandOn on = new CommandOn(myTv);
  　　 // 關機命令
  　　 CommandOff off = new CommandOff(myTv);
  　　 // 頻道切換命令
 　　  CommandChange channel = new CommandChange(myTv, 2);
 　　  // 命令控制對象
　　   Control control = new Control(on, off, channel);

  　　 // 開機
  　　 control.turnOn();
 　　  // 切換頻道
 　　  control.changeChannel();
 　　  // 關機
 　　  control.turnOff();
　　}
}


執行結果為：
The televisino is on.
Now TV channel is 2
The television is off.

4.應用場景

在下面的情況下應當考慮使用命令模式：

1）使用命令模式作為"CallBack"在面向對象系統中的替代。"CallBack"講的便是先將一個函數登記上，然后在以后調用此函數。

2）需要在不同的時間指定請求、將請求排隊。一個命令對象和原先的請求發出者可以有不同的生命期。換言之，原先的請求發出者可能已經不在了，而命令對象本身仍然是活動的。這時命令的接收者可以是在本地，也可以在網絡的另外一個地址。命令對象可以在串形化之后傳送到另外一台機器上去。

3）系統需要支持命令的撤消(undo)。命令對象可以把狀態存儲起來，等到客戶端需要撤銷命令所產生的效果時，可以調用undo()方法，把命令所產生的效果撤銷掉。命令對象還可以提供redo()方法，以供客戶端在需要時，再重新實施命令效果。

4）如果一個系統要將系統中所有的數據更新到日志里，以便在系統崩潰時，可以根據日志里讀回所有的數據更新命令，重新調用Execute()方法一條一條執行這些命令，從而恢復系統在崩潰前所做的數據更新。

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