设计模式：13-命令模式

1、智能生活项目需求

看一个具体的需求

1）我们买了一套智能家电，有照明灯、风扇、冰箱、洗衣机，我们只要在手机上安装 app 就可以控制对这些家电工作

2）这些智能家电来自不同的厂家，我们不想针对每一家家电都安装一个 APP，分别控制，我们希望只要一个 app 就可以控制全部智能家电

3）要实现一个 app 控制所有智能家电的需要，则每个智能家电厂家都需要提供一个统一的接口给 app 调用，这时就可以考虑使用命令模式

4）命令模式可将“动作的请求者”从“动作的执行者”对象中解耦出来

5）在我们的例子中，动作的请求者是手机 app，动作的执行者是每个厂商的一个家电产品

2、命令模式

2.1 基本介绍

1）命令模式（Command Pattern）：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

2）命令模式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，实现解耦

3）在命令模式中，会将一个请求封装为一个对象，以便使用不同参数来表示不同的请求（即命名），同时命令模式也支持可撤销的操作。

4）通俗易懂的理解：将军发布命令，士兵去执行。其中有几个角色：将军（命令发布者）、士兵（命令的具体执行者）、命令（连接将军和士兵）

Invoker 是调用者（将军），Receiver 是被调用者（士兵），MyCommand 是命令，实现了 Command 接口，持有接收对象

2.2 原理类图

说明（角色和职责）：

1）Invoker 是调用者角色

2）Command 是命令角色，需要执行的所有命令都在这里，可以是接口或抽象类

3）Receiver 接收者角色，直到如何实施和执行一个请求相关的操作

4）ConcreteCommand 将一个接收者对象与一个动作绑定，调用接收者相应的操作，实现 execute

2.3 应用实例

1）要求

编写程序，使用命令模式完成前面的智能家电项目

2）思路分析图解（类图）

3）代码实现

Command 命令接口

package com.wenze.design.command;  
  
/**  
 * 命令接口  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:06:40  
 * @since 1.0  
 */
public interface Command {  
    /**  
     * 执行动作（操作）  
     */  
    void execute();  
    /**  
     * 撤销动作（操作）  
     */  
    void undo();  
}

LightReceiver 点灯接收者

package com.wenze.design.command;  
  
/**  
 * 电灯执行者  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:08:30  
 * @since 1.0  
 */
public class LightReceiver {  
    public void on() {  
        System.out.println("点灯打开了");  
    }  
    public void off() {  
        System.out.println("电灯关闭了");  
    }  
}

LightOnCommand 电灯打开命令

package com.wenze.design.command;  
  
import lombok.AllArgsConstructor;  
  
/**  
 * 电灯打开命令  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:07:56  
 * @since 1.0  
 */
@AllArgsConstructor  
public class LightOnCommand implements Command {  
    private LightReceiver receiver;  
    /**  
     * 执行动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void execute() {  
        receiver.on();  
    }  
    /**  
     * 撤销动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void undo() {  
        receiver.off();  
    }  
}

LightOffCommand 电灯关闭命令

package com.wenze.design.command;  
  
import lombok.AllArgsConstructor;  
  
/**  
 * 电灯关闭命令  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:10:30  
 * @since 1.0  
 */
@AllArgsConstructor  
public class LightOffCommand implements Command {  
    private LightReceiver receiver;  
    /**  
     * 执行动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void execute() {  
        receiver.off();  
    }  
    /**  
     * 撤销动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void undo() {  
        receiver.on();  
    }  
}

NoCommand 空命令

package com.wenze.design.command;  
  
/**  
 * 空命令  
 * 没有任何命令，即空执行，用于初始化每个按钮，当调用空命令时，对象什么都不干  
 * 其实，这样是一种设计模式，可以省掉对空判断  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:11:14  
 * @since 1.0  
 */
public class NoCommand implements Command {  
    /**  
     * 执行动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void execute() {}    
    /**  
     * 撤销动作（操作）  
     */  
    @Override  
    public void undo() {}
}

RemoteController 遥控器

package com.wenze.design.command;  
  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
  
/**  
 * 遥控器  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:13:46  
 * @since 1.0  
 */
public class RemoteController {  
    /**  
     * 开按钮的命令集合  
     */  
    private List<Command> onCommondList;  
    /**  
     * 关按钮的命令集合  
     */  
    private List<Command> offCommondList;  
    /**  
     * 执行撤销的命令  
     */  
    private Command undoCommand;  
    public RemoteController() {  
        onCommondList = new ArrayList<>(5);  
        offCommondList = new ArrayList<>(5);  
        for (int i = 0; i < 5; i++) {  
            onCommondList.add(new NoCommand());  
            offCommondList.add(new NoCommand());  
        }  
    }  
    /**  
     * 给按钮设置想要的命令  
     *  
     * @param no         按钮下标  
     * @param onCommand  打开的命令  
     * @param offCommand 关闭的命令  
     */  
    public void setCommand(int no, Command onCommand, Command offCommand) {  
        onCommondList.set(no, onCommand);  
        offCommondList.set(no, offCommand);  
    }  
    /**  
     * 按下开的按钮  
     *  
     * @param no 按钮下标  
     */  
    public void onButtonWasPushed(int no) {  
        // 找到按下的开的按钮，调用对应方法  
        onCommondList.get(no).execute();  
        // 记录这次的操作，用于撤销  
        undoCommand = onCommondList.get(no);  
    }  
    /**  
     * 按下关的按钮  
     *  
     * @param no 按钮下标  
     */  
    public void offButtonWasPushed(int no) {  
        // 找到按下的关的按钮，调用对应方法  
        offCommondList.get(no).execute();  
        // 记录这次的操作，用于撤销  
        undoCommand = offCommondList.get(no);  
    }  
    /**  
     * 按下撤销按钮  
     */  
    public void undoButtonWasPushed() {  
        undoCommand.undo();  
    }  
}

Client 客户端

package com.wenze.design.command;  
  
/**  
 * 客户端  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-11-01 14:24:38  
 * @since 1.0  
 */
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 使用命令设计模式，完成通过遥控器，对点灯的控制  
		
        // 创建点灯的对象（接收者）  
        final LightReceiver lightReceiver = new LightReceiver();  
        // 创建点灯的相关开、关命令  
        final LightOnCommand lightOnCommand = new LightOnCommand(lightReceiver);  
        final LightOffCommand lightOffCommand = new LightOffCommand(lightReceiver);  
        // 需要一个遥控器  
        final RemoteController remoteController = new RemoteController();  
        // 给遥控器设置命令，no = 0 是电灯的开、关命令  
        System.out.println("======使用遥控器操控电灯=======");  
        remoteController.setCommand(0, lightOnCommand, lightOffCommand);  
        System.out.println("--------按下电灯开的按钮--------");  
        remoteController.onButtonWasPushed(0);  
        System.out.println("--------按下电灯关的按钮--------");  
        remoteController.offButtonWasPushed(0);  
        System.out.println("--------按下撤销按钮--------");  
        remoteController.undoButtonWasPushed();  
		
        System.out.println("======使用遥控器操控电视=======");  
        final TVReceiver tvReceiver = new TVReceiver();  
        final TVOnCommand tvOnCommand = new TVOnCommand(tvReceiver);  
        final TVOffCommand tvOffCommand = new TVOffCommand(tvReceiver);  
        // 给遥控器设置命令，no = 1 是电视的开、关命令  
        remoteController.setCommand(1, tvOnCommand, tvOffCommand);  
        System.out.println("--------按下电视开的按钮--------");  
        remoteController.onButtonWasPushed(1);  
        System.out.println("--------按下电视开的按钮--------");  
        remoteController.offButtonWasPushed(1);  
        System.out.println("--------按下撤销按钮--------");  
        remoteController.undoButtonWasPushed();  
    }  
}

3、命令模式在 Spring 框架 JDBCTemplate 应用的源码分析

1）Spring 框架的 JDBCTemplate 就使用到了命令模式

2）代码分析

3）模式角色分析说明

1. StatementCallback 接口，类似命令接口（Command）
2. class QueryStatementCallback implements StatementCallback<T>, SqlProvider，匿名内部类，实现了命令接口，同时也充当命令接收者
3. 命令调用者是JdbcTemplate，其中execute(StatementCallback<T> action)方法中，调用 action.doInStatement(stmt)方法，不同的实现 StatementCallback 接口的对象，对应不同的 doInStatement 实现逻辑
4. 另外实现 StatementCallback 命令接口的子类还有 QueryStatementCallback、ExecuteStatementCallback、StreamStatementCallback、UpdateStatementCallback、BatchUpdateStatementCallback

4、命令模式的注意事项和细节

1）将发起请求的对象与执行请求的对象解耦。发起请求的对象是调用者，调用者只要调用命令对象的 execute() 方法就可以让接收者工作，而不必知道具体的接收者对象是谁、是如何实现的，命令对象会负责让接收者执行请求的动作，也就是说：“请求发起者”和“请求执行者”之间的解耦是通过命令对象实现的，命令对象起到了纽带桥梁的作用。

2）容易设计一个命令队列。只要把命令对象放到队列，就可以多线程的执行命令

3）容易实现对请求的撤销和重做

4）命令模式不足：可能导致某些系统有过多的具体命令类，增加了系统的复杂度，这点在使用的时候要注意

5）空命令也是一种设计模式，它为我们省去了判空的操作。在上面的实例中，如果没有用空命令，我们没按下一个按键都要判空，这给我们编码带来一定的麻烦。

6）命令模式经典的应用场景：界面的一个按钮都是一条命令、模拟 CMD（DOS 命令）、订单的撤销/恢复、触发-反馈机制