【设计模式（14）】行为型模式之命令模式

个人学习笔记分享，当前能力有限，请勿贬低，菜鸟互学，大佬绕道

如有勘误，欢迎指出和讨论，本文后期也会进行修正和补充


前言

生活中，一件事情的请求者和执行者不一定是同一个人。比如我们申请售后的时候，将需要的信息等告知售后，然后由售后来安排处理，我们可以去做别的事情了；电视遥控器向电视发送命令，电视来执行；老板给我们分配任务等等。。。

好处是我们不需要将请求者与执行者建立绑定关系，也不需要占用请求者的时间。

在开发中，我们也会需要解除请求者和执行者之间的耦合，一方面利于扩展，一方面使得两者不必同步运作。

命令模式（Command Pattern）是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。

请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。


1.介绍

使用目的：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

使用时机：需要将方法的请求者与方法的实现者解耦，进而让两者之间通过命令对象进行沟通，方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。

解决问题：在某些场合，比如要对行为进行"记录、撤销/重做、事务"等处理，这种无法抵御变化的紧耦合是不合适的

实现方法：请求者通过调用者，再由调用者来调用接受者执行命令。

应用实例：

  • 下载管理器，请求者将请求发送给管理器，由管理器来执行并管理下载任务
  • 命令池，请求者将命令组装好后传入命令池，由命令池执行并管理下载任务

优点：

  1. 降低了系统耦合度
  2. 新的命令可以很容易添加到系统中
  3. 释放了请求者，使其不必等待执行结果

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


2.结构

命令模式包含以下主要角色

  • 抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
  • 具体命令（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，它拥有接收者对象，并通过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：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者。
  • 调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。
image-20201103181234421
  • 客户端调用invoker
  • invoker持有Commond对象，并执行execute()命令
  • ConcreteCommand需要实现Commond接口，并持有Receiver对象，在execute()方法中调用
  • Receiver则需要定义相关的方法，以供ConcreteCommand调用

3.实现步骤

  1. 定义接收者

    class ReceiverA {
    public void action() {
        System.out.println("执行方法A");
    }
}

class ReceiverB {
    public void action() {
        System.out.println("执行方法B");
    }
}

    接收者里面负责定义具体需要执行的相关方法

  2. 定义抽象命令类

    interface Command {
    void execute();
}

    用于规范命令类提供的方法接口

  3. 定义具体命令类

    class ConcreteCommandA implements Command {
    private ReceiverA receiver;

    public ConcreteCommandA() {
        receiver = new ReceiverA();
    }

    @Override
    public void execute() {
        receiver.action();
    }
}

class ConcreteCommandB implements Command {
    private ReceiverB receiver;

    public ConcreteCommandB() {
        receiver = new ReceiverB();
    }

    @Override
    public void execute() {
        receiver.action();
    }
}

    此类为核心，需要在此处实现抽象命令类，并持有接收者，并定义命令执行的逻辑

  4. 定义调用者

    class Invoker {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void call() {
        if (null != command) {
            command.execute();
        }
    }
}

    持有命令对象，并提供设置和执行命令的方法

完整代码

package com.company.test.command;

class ReceiverA {
    public void action() {
        System.out.println("执行方法A");
    }
}

class ReceiverB {
    public void action() {
        System.out.println("执行方法B");
    }
}

interface Command {
    void execute();
}

class ConcreteCommandA implements Command {
    private ReceiverA receiver;

    public ConcreteCommandA() {
        receiver = new ReceiverA();
    }

    @Override
    public void execute() {
        receiver.action();
    }
}

class ConcreteCommandB implements Command {
    private ReceiverB receiver;

    public ConcreteCommandB() {
        receiver = new ReceiverB();
    }

    @Override
    public void execute() {
        receiver.action();
    }
}

class Invoker {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void call() {
        if (null != command) {
            command.execute();
        }
    }
}

public class CommandTest {
    public static void main(String[] args) {
        Invoker invoker = new Invoker();

        Command commandA = new ConcreteCommandA();
        invoker.setCommand(commandA);
        invoker.call();

        Command commandB = new ConcreteCommandB();
        invoker.setCommand(commandB);
        invoker.call();
    }
}

运行结果

image-20201103183112261

4.扩展实战

目标需求如下：

  • 设计一个命令池，被多个命令类共享

  • 客户端调用请求者的方法，由请求者组装命令，并交付给命令池

  • 命令池会按顺序执行接收到的命令

    • 命令按照目标不同进行分组
    • 同一组命令按照先后执行，如果某个命令执行时间超过2s则不再等待，执行下一条命令
    • 每条命令均需要回调，即便超时

实际可能的业务场景如下

  • 项目需要向多个设备下发命令，通过同一个的命令池管理

  • 对于同一个设备的命令需要按顺序执行，若某条命令完成或者超时则执行下一条，但每条命令均必须有回调

    因此不考虑超时的情况下，同一设备的命令为堵塞队列

  • 对于不同设备，之间的命令不能堵塞，不能相互影响

  • 系统内的命令只负责调用设备，具体设备业务由设备自己执行


测试客户端代码：

public class CommandPoolTest {
    public static void main(String[] args) {
        CommandPool commandPool = new CommandPool();
        CommandInterface command_1 = new CommandImpl(commandPool);
        command_1.doAB();
        command_1.doABC();

        while(true){}
    }
}
  • 一共下发两条命令，分别是AB和ABC，那么全部子命令应该是ABABC
  • 系统中任务等待时间为1秒，超时则执行下一条命令
  • 代码中命令A和C都是瞬时任务，B为持续3秒的任务，因此B会超时
  • 系统中我们添加了两个目标，因此每个命令都会发送到这两个目标


部分运行结果：

image-20201106174826189
  • 第一条命令A正常执行，并得到反馈
  • 第二条命令B下发，但未得到反馈（超时）
  • 第三条命令A下发，并得到反馈

完整的运行结果中，下发命令的顺序是ABABC，而收到反馈的顺序是AACBB，因为两次B都是超时完成


完整Demo地址：https://gitee.com/echo_ye/practice/tree/master/src/main/java/com/company/commandPool


后记

设计模式只是提供了一种解决某个问题的思路，在实际开发中往往需要多种设计模式协同使用，并且需要根据需求扩展和变型

比如这个demo，初略看了一下，使用了命令模式、享元模式、代理模式、单例模式等，还有我也分不清楚了。。。

总之，最终目的就是实现我们的需求，而设计模式则提供了解决的思路


作者：Echo_Ye

WX：Echo_YeZ

Email ：echo_yezi@qq.com

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