設計模式之命令模式（Command Pattern）

no_mkd

一.什麼是命令模式？

命令模式，封裝了方法調用細節，以解耦請求者與執行者，具體流程如下：

1.從請求者（客戶）的角度看

請求者（客戶）發出請求 -> 調用者（系統）構造命令物件封裝請求 -> 調用者調用命令物件的指定方法（請求被執行）。很明顯，請求者根本不知道執行者是誰，更不知道具體執行細節。當然請求者本身並不關心這些，它只要知道請求被執行了就好。

2.從執行者（低層元件）的角度看

執行者（低層元件）被調用 -> 執行者調用內部方法（請求被執行）。同樣的，執行者根本不知道請求者是誰，甚至不清楚調用者，不過沒關係，執行者只要本本分分的做好本職工作就好了，沒必要知道領導的情況。

3.從調用者（系統）的角度看

接到請求 -> 創建命令物件封裝請求 -> 在適當的時候調用命令物件的動作來執行請求（請求被執行）。調用者不知道執行者是誰，也不清楚請求者，它只負責構造命令並控制命令被執行，這就足夠了。

從上面可以看出各個物件之間的低耦合關係：

請求者（客戶）與執行者（低層元件）被徹底解耦，作為中間人的調用者也不了解請求者與執行者的具體細節，它們被很好的保護了起來。這正是我們想要的。

二.舉個例子

現實世界中任何一個稍微複雜的子系統都應當有一套命令，比如餐館的運行機制：

顧客 A 來到餐館點一碗麵（發出請求） -> 櫃台服務員記錄下來（創建命令） -> 服務員把小票扔給廚房 -> 廚師 C 很快做好了一碗麵（請求被執行）。顧客不知道將由誰來做這碗麵，櫃台服務員也不知道，廚師不知道是誰點了這碗麵，只知道做完麵就可以休息了。是不是與命令模式很相像？

不妨用程式碼來實現上面的機制，首先，我們需要一個命令介面，畢竟命令才是命令模式的核心，沒有命令，一切都是空想

package CommandPattern;
/**

@author ayqy
定義 Command 介面
*/
public interface Command {
public abstract void execute();//只需要定義一個統一的執行方法
}

有了命令還需要執行者，否則只有將軍沒有小兵，餐館的執行者當然是廚師：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


定義 Chef 基類
*/
public abstract class Chef {
//在此定義廚師的公共屬性
/**

定義烹飪方法
*/
public abstract void cook();
//在此定義其它有用的方法
}

我們還需要實現具體的廚師，術業有專攻：

做麵的廚師：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


定義專業做麵的廚師
*/
public class NoodlesChef extends Chef{
@Override
public void cook() {
System.out.println("做好了一碗美味的拉麵");
}
}

做餅的廚師：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


定義專業做餅的廚師
*/
public class PieChef extends Chef{
@Override
public void cook() {
System.out.println("做好了一塊香噴噴的大餅");
}
}

有了小兵，有了將軍，我們還需要一套完整的命令：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


實現具體 NoodlesCommand
*/
public class NoodlesCommand implements Command{
private NoodlesChef chef;//專業做麵的廚師
public NoodlesCommand(){
chef = new NoodlesChef();
}
@Override
public void execute() {
chef.cook();
//調用其它需要的方法
}
}

package CommandPattern;

/**
 * @author ayqy
 * 實現具體 PieCommand
 */
public class PieCommand implements Command{
	private PieChef chef;//專業做餅的廚師
	
	public PieCommand(){
		chef = new PieChef();
	}

	 @Override
	public void execute() {
		chef.cook();
		//調用其它需要的方法
	}
}

準備工作做好了，餐館可以開張了

三.效果示例

需要一個 Test 類：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


實現測試類
*/
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Command Pattern 餐館開張。。");
System.out.println("第一位客戶 X 先生");
System.out.println("X 先生：你好，我需要一碗麵，我餓極了");
NoodlesCommand nCmd = new NoodlesCommand();
System.out.println("櫃台服務員：好的，我已經記下了，馬上就好");
System.out.println("櫃台服務員：廚房~~,接單");
nCmd.execute();
System.out.println("X 先生：真快啊！");
 System.out.println();
 
 System.out.println("第二位客戶 XX 先生");
 System.out.println("XX 先生：你好，我需要一塊餅，20 分鐘後來取");
 PieCommand pCmd = new PieCommand();
 System.out.println("櫃台服務員：好的，我已經記下了");
 System.out.println("15 分鐘後");
 System.out.println("櫃台服務員：廚房~~,接單");
 pCmd.execute();
 System.out.println("XX 先生：真準時啊！");

}
}

結果示例：

從例子可以看出：

調用者（櫃台服務員）可以控制具體執行時機，但對具體執行者（廚師）的細節完全不清楚
請求者（顧客）完全不知道餐館的運行機制，不知道點的餐是廚師做的還是服務員做的或者是從隔壁買的。。
執行者（廚師）完全不知道請求者的情況，它只做了本職工作，其它的什麼都不知道

四.命令模式的擴展

1.宏命令（多條命令順序執行）

我們可以定義「命令的命令」來實現（這種特殊的命令的 execute 方法內部是順序調用其它若干命令的 execute 方法。。）

2.撤銷

假如來了許多顧客，點了許多份餐點，過了一會兒有幾個顧客等不及了需要撤銷，我們如何實現？維護一個命令列表，記錄已經創建的命令，撤銷時需要找到對應的命令，執行撤銷操作。當然，前提是命令物件支援撤銷，我們需要做一些修改：

package CommandPattern;
/**


@author ayqy


定義 Command 介面
*/
public interface Command {
public abstract void execute();//只需要定義一個統一的執行方法
public abstract void undo();//定義統一的撤銷方法
}

各個命令的撤銷操作可能不同，因此定義為抽象方法，由子類來實現具體操作

*如何支援多步順序撤銷？餐館的例子可能不需要這樣的功能，不妨想想另一個情景，文字編輯器：用戶發出了一系列命令，完成了一些列操作，後來發現並不需要這樣做，用戶會撤銷修改（Ctrl + Z），這時我們需要執行相反的操作對內容作以還原，要如何實現？

還是要先實現各個命令的 undo 行為（執行與 execute 相反順序的操作即可），除此之外，我們還需要一個棧來記錄已經被執行過的操作，以支援撤銷到初始狀態

3.隊列請求

我們可以建立一個工作執行緒，負責所有運算，想像有一個通道，輸入是一條條不同命令，輸出是命令的執行結果。可能上一刻工作執行緒在做大餅，下一刻已經出去買菜了。。

*這樣做有什麼好處？可以把運算限制在指定的幾個執行緒中，加以控制

4.日誌請求

多用於資料庫管理系統的實現，我們需要把一系列的操作記錄下來（如寫在硬碟上），在遇到系統故障時讀出來以恢復數據，如何實現？利用物件的序列化把物件保存起來（記錄日誌），在需要的時候反序列化（恢復事務）

五.總結

命令模式可以有效地解耦請求者與執行者，還可以提供一些額外的好處（比如支援撤銷操作、隊列請求、記錄日誌等等）

一.什麼是命令模式？

二.舉個例子

三.效果示例

四.命令模式的擴展

五.總結

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