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,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。
命令模式可以对发送者和接收者完全解耦,发送者与接收者之间没有直接引用关系,发送请求的对象只需要知道如何发送请求,而不必知道如何完成请求。这就是命令模式的模式动机。
命令模式(Command Pattern):将一个请求封装为一个对象,从而使我们可用不同的请求对客户进行参数化;对请求排队或者记录请求日志,以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式,其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。
命令模式包含如下角色:
时序图:
我们将看一个现实生活中可以实现命令模式的场景。假设我们要为File System程序提供打开,写入和关闭文件的方法。该文件系统程序应支持多种操作系统,例如Windows和Unix。
要实现我们的文件系统实用程序,首先,我们需要创建实际将完成所有工作的接收器类。
我们需要定义FileSystemReceiver
接口及其实现类,以用于不同操作系统的风格,例如Windows,Unix,Solaris等
package com.mushuwei.design.command;
public interface FileSystemReceiver {
void openFile();
void writeFile();
void closeFile();
}
FileSystemReceiver接口定义通用类。为简单起见,我创建了两种类型的接收器类以与Unix和Windows系统一起使用。
package com.mushuwei.design.command;
public class UnixFileSystemReceiver implements FileSystemReceiver {
@Override
public void openFile() {
System.out.println("Opening file in unix OS");
}
@Override
public void writeFile() {
System.out.println("Writing file in unix OS");
}
@Override
public void closeFile() {
System.out.println("Closing file in unix OS");
}
}
package com.mushuwei.design.command;
public class WindowsFileSystemReceiver implements FileSystemReceiver {
@Override
public void openFile() {
System.out.println("Opening file in Windows OS");
}
@Override
public void writeFile() {
System.out.println("Writing file in Windows OS");
}
@Override
public void closeFile() {
System.out.println("Closing file in Windows OS");
}
}
我们可以使用接口或实现类来创建基本Command,取决于您的设计。
package com.journaldev.design.command;
public interface Command {
void execute();
}
现在,我们需要为接收器执行的所有不同类型的动作创建实现。由于我们有三个动作,因此我们将创建三个Command实现。每个Command实现都会将请求转发到适当的接收方方法。
package com.journaldev.design.command;
public class OpenFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public OpenFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
//open command is forwarding request to openFile method
this.fileSystem.openFile();
}
}
package com.journaldev.design.command;
public class CloseFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public CloseFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
this.fileSystem.closeFile();
}
}
package com.journaldev.design.command;
public class WriteFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public WriteFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
this.fileSystem.writeFile();
}
}
现在我们已经准备好接收器和命令实现,因此可以开始实现调用程序类了。
Invoker是一个简单的类,它封装Command,并将请求传递给Command对象以对其进行处理。
package com.journaldev.design.command;
public class FileInvoker {
public Command command;
public FileInvoker(Command c){
this.command=c;
}
public void execute(){
this.command.execute();
}
}
我们的文件系统程序实现已准备就绪,我们可以继续编写简单的命令模式客户端程序。但在此之前,我将提供一种程序方法来创建适当的FileSystemReceiver
对象。
因为我们可以使用System类来获取操作系统信息,我们将使用此类,当然我们也可以使用Factory模式来基于输入返回适当的类型。
package com.journaldev.design.command;
public class FileSystemReceiverUtil {
public static FileSystemReceiver getUnderlyingFileSystem(){
String osName = System.getProperty("os.name");
System.out.println("Underlying OS is:"+osName);
if(osName.contains("Windows")){
return new WindowsFileSystemReceiver();
}else{
return new UnixFileSystemReceiver();
}
}
}
现在我们开始为文件系统程序结合命令模式来创建客户端程序了。
package com.journaldev.design.command;
public class FileSystemClient {
public static void main(String[] args) {
//创建接收器类
FileSystemReceiver fs = FileSystemReceiverUtil.getUnderlyingFileSystem();
//创建命令并和接收器进行关联
OpenFileCommand openFileCommand = new OpenFileCommand(fs);
//创建调用者类和命令进行关联
FileInvoker file = new FileInvoker(openFileCommand);
//在调用者类中执行动作
file.execute();
WriteFileCommand writeFileCommand = new WriteFileCommand(fs);
file = new FileInvoker(writeFileCommand);
file.execute();
CloseFileCommand closeFileCommand = new CloseFileCommand(fs);
file = new FileInvoker(closeFileCommand);
file.execute();
}
}
注意,客户端负责创建适当类型的命令对象。例如,如果要打开文件,则不应创建CloseFileCommand
对象
客户端程序还负责将接收方附加到命令,然后将命令附加到调用方类。
上面的命令模式示例程序的输出为:
Underlying OS is:Mac OS X
Opening file in unix OS
Writing file in unix OS
Closing file in unix OS
命令模式的本质是对命令进行封装,将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。
命令模式的优点
命令模式的缺点
在以下情况下可以使用命令模式: