1. 命令模式介绍
命令模式是一种行为设计模式，它将请求封装成一个对象，从而允许使用不同的请求、队列或日志请求参数化客户端对象，同时支持撤销操作。在Java中，命令模式通常涉及以下几个角色：
- 命令接口（Command）：定义执行操作的接口。
- 具体命令类（ConcreteCommand）：实现命令接口，封装了执行操作的具体逻辑。
- 调用者或请求者（Invoker）：负责调用命令对象执行请求。
- 接收者（Receiver）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
- 客户端（Client）：创建具体命令对象并设置其接收者。
2. 关键思想
- 封装命令： 命令模式的核心是将一个请求封装为一个对象，这个对象包含了执行请求所需的所有信息，包括命令的接收者、请求的方法调用以及参数等。
- 解耦调用者和接收者： 命令模式通过封装命令对象，使得调用者和接收者之间解耦。调用者不需要知道接收者的具体实现，只需通过命令对象来间接调用接收者的方法。
- 支持撤销操作： 命令对象通常包含一个撤销（undo）操作，允许系统能够回滚先前的命令。这通过在命令对象中添加一个逆操作来实现。
- 支持队列和日志： 由于命令被封装为对象，可以方便地将命令对象放入队列中，实现对命令的排队和执行。同时，也可以将命令对象记录到日志中，实现对系统操作的记录和重放。
- 提高系统灵活性和可扩展性： 命令模式使得系统更容易扩展，可以通过添加新的命令类来实现新的功能，而无需修改现有的代码。
- 降低调用者的复杂性： 调用者不需要了解命令的具体实现，只需要知道如何使用命令对象即可。这降低了调用者的复杂性，使得系统更容易维护和理解。
总的来说，命令模式的关键思想在于将请求封装为对象，从而提供了一种松耦合的设计，支持撤销操作和队列执行，同时提高了系统的灵活性和可扩展性。
3. 实现方式
命令模式的实现方法通常涉及以下几个关键步骤：
- 命令接口定义： 定义一个命令接口，其中包含执行命令的方法，例如execute()。
// 命令接口 public interface Command { void execute(); }
- 具体命令类实现： 实现命令接口的具体命令类，负责执行具体的操作。
// 具体命令类 public class ConcreteCommand implements Command { private Receiver receiver; public ConcreteCommand(Receiver receiver) { this.receiver = receiver; } @Override public void execute() { receiver.action(); } }
- 接收者定义： 定义接收者类，其中包含具体的操作方法。
javaCopy code // 接收者 public class Receiver { public void action() { System.out.println("执行操作"); } }
- 调用者实现： 实现调用者类，负责设置命令对象并触发执行。
// 调用者 public class Invoker { private Command command; public void setCommand(Command command) { this.command = command; } public void executeCommand() { command.execute(); } }
- 客户端使用： 在客户端中创建具体的命令对象和接收者对象，并设置它们之间的关系，然后通过调用者来执行命令。
// 客户端 public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建接收者 Receiver receiver = new Receiver(); // 创建具体命令并设置接收者 Command command = new ConcreteCommand(receiver); // 创建调用者并设置命令 Invoker invoker = new Invoker(); invoker.setCommand(command); // 调用者执行命令 invoker.executeCommand(); } }
这个例子中，通过将请求封装成Command对象，实现了调用者（Invoker）和接收者（Receiver）之间的解耦。客户端可以轻松地创建不同的命令对象，并通过调用者执行它们。这种实现方式提高了系统的灵活性和可扩展性，同时也支持撤销、重做等操作。
示例代码
考虑一个餐厅订单系统的例子，使用命令模式来处理顾客的点餐请求。在这个场景中，服务员充当调用者，顾客的点餐请求则是命令，而厨师是接收者。
// 命令接口 public interface Order { void execute(); } // 具体命令类 - 点餐命令 public class PlaceOrderCommand implements Order { private Chef chef; // 命令对象持有对应的接收者，这里是厨师 // 构造方法，传入对应的厨师对象 public PlaceOrderCommand(Chef chef) { this.chef = chef; } // 实现命令接口的方法，调用接收者（厨师）的烹饪方法 @Override public void execute() { chef.cook(); // 调用厨师的烹饪方法 } } // 接收者 - 厨师 public class Chef { public void cook() { System.out.println("厨师开始烹饪"); } } // 调用者 - 服务员 public class Waiter { private Order order; // 服务员持有一个命令对象，用于执行顾客的点餐请求 // 设置命令对象的方法，用于客户端设置服务员的命令 public void setOrder(Order order) { this.order = order; } // 执行命令的方法，表示服务员接收顾客的点餐请求并执行 public void takeOrder() { order.execute(); // 调用命令对象的execute方法，实际上执行了具体的点餐操作 } } // 客户端 public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建接收者对象 Chef chef = new Chef(); // 创建具体命令对象并设置接收者 Order placeOrderCommand = new PlaceOrderCommand(chef); // 创建调用者对象并设置命令 Waiter waiter = new Waiter(); waiter.setOrder(placeOrderCommand); // 调用者执行命令 waiter.takeOrder(); // 输出："厨师开始烹饪" } }
在这个例子中，顾客通过服务员点餐，服务员负责将顾客的点餐请求封装成PlaceOrderCommand命令对象，并交给厨师（Chef）来执行烹饪操作。通过这种方式，我们实现了点餐请求的解耦，服务员和厨师之间不直接耦合，从而使得系统更加灵活和可扩展。添加新的菜品只需创建新的具体命令对象即可，而不需要修改现有的代码。
要点：
- 封装请求： 将一个请求封装成一个对象，包括请求的参数、方法调用等信息。这个对象就是命令对象，实现了一个命令接口。
- 解耦调用者和接收者： 命令模式通过封装命令对象，使得调用者和接收者之间解耦。调用者不需要知道接收者的具体实现，只需通过命令对象来间接调用接收者的方法。
- 支持撤销操作： 命令对象通常包含一个撤销（undo）操作，允许系统能够回滚先前的命令。这通过在命令对象中添加一个逆操作来实现。
- 支持队列和日志： 由于命令被封装为对象，可以方便地将命令对象放入队列中，实现对命令的排队和执行。同时，也可以将命令对象记录到日志中，实现对系统操作的记录和重放。
- 提高系统灵活性和可扩展性： 命令模式使得系统更容易扩展，可以通过添加新的命令类来实现新的功能，而无需修改现有的代码。
- 降低调用者的复杂性： 调用者不需要了解命令的具体实现，只需要知道如何使用命令对象即可。这降低了调用者的复杂性，使得系统更容易维护和理解。
注意事项：
- 适用场景： 命令模式适用于需要将请求发送者和接收者解耦，支持撤销和重做，支持命令排队和队列，以及支持日志记录等场景。
- 撤销操作的实现： 如果要支持撤销操作，需要在命令接口中添加撤销操作的方法，并在具体命令类中实现。
- 调用者和接收者的解耦： 命令模式通过封装请求，实现了调用者和接收者的解耦，但同时也增加了类的数量。在简单的场景中，可能会显得过于繁琐。
- 命令的参数化： 可以通过在命令接口中添加参数，实现对命令的参数化。这样，可以灵活地传递不同的参数给具体的命令对象。
- 多命令组合： 可以将多个命令组合成一个复合命令，实现对一系列操作的执行。
- 通用性考虑： 在实际应用中，需要根据具体情况权衡命令模式的使用，确保它能够简化系统结构，提高系统灵活性，并符合系统的维护和扩展需求。
优点：
- 松耦合： 命令模式将调用者和接收者解耦，使得系统中的对象更加独立。调用者无需了解接收者的具体实现，仅需要知道如何使用命令对象即可。
- 容易扩展： 新的命令类可以很容易地添加到系统中，而无需修改现有的代码。这使得系统更容易扩展和维护。
- 支持撤销和重做： 命令模式通常支持撤销和重做操作，使得系统能够回滚先前的命令，提高系统的可维护性。
- 支持事务： 命令模式可以用于实现事务，即一系列操作要么都成功，要么都失败。这对于需要确保一系列相关操作的一致性的场景非常有用。
- 支持命令的排队、队列和日志： 由于命令被封装为对象，可以轻松地将命令对象放入队列中，实现对命令的排队和执行。同时，也可以将命令对象记录到日志中，实现对系统操作的记录和重放。
缺点：
- 类膨胀： 每个具体命令都需要一个对应的命令类，可能会导致类的数量增加，系统变得复杂。
- 不适合复杂场景： 在某些复杂的场景中，可能需要更为灵活的设计模式，命令模式并不总是适用。
应用场景：
- 菜单和按钮操作： 在图形用户界面中，菜单和按钮的点击操作通常使用命令模式，将不同的操作封装为命令对象。
- 多级撤销和重做： 当需要支持多级撤销和重做操作时，命令模式是一个常见的选择。
- 遥控器设计： 遥控器通常使用命令模式，每个按钮对应一个命令，从而实现对设备的控制。
- 任务调度和队列系统： 命令模式可以用于实现任务调度和队列系统，将命令对象放入队列中依次执行。
- 数据库事务管理： 在数据库系统中，命令模式可以用于管理事务的执行和回滚，确保一系列数据库操作的一致性。
总体而言，命令模式适用于需要解耦调用者和接收者、支持撤销和重做、支持命令的排队、队列和日志等场景。在合适的场景下，命令模式可以提高系统的灵活性和可维护性。
