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
StatementCallback
接口,类似命令接口(Command)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- 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 - 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