设计模式(十五)：行为型之命令模式

Java微观世界

发布于 2025-01-21 09:41:31

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一、设计模式分类

创建型模式
- 用于描述“怎样创建对象”，它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”
- 提供了单例、原型、工厂方法、抽象工厂、建造者 5 种创建型模式
结构型模式
- 用于描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构
- 提供了代理、适配器、桥接、装饰、外观、享元、组合 7 种结构型模式
行为型模式
- 用于描述类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象无法单独完成的任务，以及怎样分配职责
- 提供了模板方法、策略、命令、职责链、状态、观察者、中介者、迭代器、访问者、备忘录、解释器 11 种行为型模式

二、命令模式

1、概述

日常生活中，我们出去吃饭都会遇到下面的场景

定义

将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开
这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行存储、传递、调用、增加与管理

2、结构

命令模式包含以下主要角色：

抽象命令类（Command）角色：定义命令的接口，声明执行的方法
具体命令（Concrete Command）角色：具体的命令，实现命令接口；通常会持有接收者，并调用接收者的功能来完成命令要执行的操作
实现者/接收者（Receiver）角色：接收者，真正执行命令的对象。任何类都可能成为一个接收者，只要它能够实现命令要求实现的相应功能
调用者/请求者（Invoker）角色：要求命令对象执行请求，通常会持有命令对象，可以持有很多的命令对象。这个是客户端真正触发命令并要求命令执行相应操作的地方，也就是说相当于使用命令对象的入口

3、实现

服务员：就是调用者角色，由她来发起命令
资深大厨：就是接收者角色，真正命令执行的对象
订单：命令中包含订单

类图如下：

代码如下：

资深大厨类是命令的Receiver

public class SeniorChef {
    public void makeFood(String name,int num) {
        System.out.println(num + "份" + name);
    }
}

订单类

public class Order {
    // 餐桌号码
    private int diningTable;

    // 用来存储餐名并记录份数
    private Map<String,Integer> foodDir = new HashMap<String, Integer>();

    public int getDiningTable() {
        return diningTable;
    }

    public void setDiningTable(int diningTable) {
        this.diningTable = diningTable;
    }

    public Map<String, Integer> getFoodDir() {
        return foodDir;
    }

    public void setFood(String name,int num) {
        foodDir.put(name,num);
    }
}

抽象命令类

public interface Command {
    //只需要定义一个统一的执行方法
    void execute();
}

具体的命令类

public class OrderCommand implements Command {

    //持有接收者对象
    private SeniorChef receiver;
    private Order order;

    public OrderCommand(SeniorChef receiver, Order order) {
        this.receiver = receiver;
        this.order = order;
    }

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的订单：");
        Map<String, Integer> foodDir = order.getFoodDir();
        //遍历map集合
        Set<String> keys = foodDir.keySet();
        for (String foodName : keys) {
            receiver.makeFood(foodName, foodDir.get(foodName));
        }
        System.out.println(order.getDiningTable() + "桌的饭准备完毕！！！");
    }
}

服务员类（属于请求者角色）

public class Waitor {
    // 持有多个命令对象
    private final List<Command> commands = new ArrayList<>();

    public void setCommand(Command cmd) {
        // 将cmd对象存储到list集合中
        commands.add(cmd);
    }

    // 发起命令功能  喊 订单来了
    public void orderUp() {
        System.out.println("美女服务员：大厨，新订单来了。。。。");
        // 遍历list集合
        for (Command command : commands) {
            command.execute();
        }
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建第一个订单对象
        Order order1 = new Order();
        order1.setDiningTable(1);
        order1.setFood("西红柿鸡蛋面",1);
        order1.setFood("小杯可乐",2);

        //创建第二个订单对象
        Order order2 = new Order();
        order2.setDiningTable(2);
        order2.setFood("尖椒肉丝盖饭",1);
        order2.setFood("小杯雪碧",1);

        //创建厨师对象
        SeniorChef receiver = new SeniorChef();

        //创建命令对象
        Command cmd1 = new OrderCommand(receiver,order1);
        Command cmd2 = new OrderCommand(receiver,order2);

        //创建调用者（服务员对象）
        Waitor invoke = new Waitor();
        invoke.setCommand(cmd1);
        invoke.setCommand(cmd2);

        //让服务员发起命令
        invoke.orderUp();
    }
}

4、优缺点

优点

降低系统的耦合度。命令模式能将调用操作的对象与实现该操作的对象解耦
增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，它满足“开闭原则”，对扩展比较灵活

缺点

使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类
系统结构更加复杂

5、使用场景

系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互
系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求
命令模式可以与备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复

6、JDK源码解析

Runable是一个典型命令模式
- Runnable担当命令的角色
- Thread充当的是调用者
- start方法就是其执行方法

//命令接口(抽象命令角色)
public interface Runnable {
	public abstract void run();
}

//调用者
public class Thread implements Runnable {
    private Runnable target;
    
    public synchronized void start() {
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
            }
        }
    }
    
    private native void start0();

    @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }
	...
}

调用start()方法后，线程会被放入等待队列中
此时线程处于可运行状态，等待CPU的调度
再然后通过JVM，线程Thread会调用run（）方法
也就是说线程的run（）方法是通过Java虚拟机直接调用的，并执行对应线程的线程体

/**
 * 属于具体命令
 * Receiver：具体操作者
 */
public class TurnOffThread implements Runnable{
     private Receiver receiver;
    
     public TurnOffThread(Receiver receiver) {
     	this.receiver = receiver;
     }
     public void run() {
     	receiver.turnOFF();
     }
}

/**
 * 测试类
 */
public class Demo {
     public static void main(String[] args) {
         Receiver receiver = new Receiver();
         TurnOffThread turnOffThread = new TurnOffThread(receiver);
         Thread thread = new Thread(turnOffThread);
         thread.start();
     }
}

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原始发表：2023-06-26，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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