目录
- 1.概述
- 2.结构
- 3.案例实现
- 3.1.命令接口
- 3.2.具体命令
- 3.3.接受者
- 3.4.调用者
- 3.5.测试
- 4.优缺点
- 5.使用场景
- 6.JDK 源码解析——Runnable
1.概述
（1）日常生活中，我们出去吃饭都会遇到下面的场景：
（2）命令模式是一种行为型设计模式，它通过将请求封装为一个对象，使得可以灵活地参数化客户端对象，同时也能够将请求队列或记录日志、撤销操作等操作进行处理。命令模式的作用在于解耦请求发送者和接收者。它通过引入命令对象，将一个请求与一个具体的操作关联起来。这样，发送者只需要知道如何触发命令，而无需知道命令如何被执行以及被谁执行。
2.结构
命令模式包含以下主要角色：
- 命令接口 (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。
- 接收者 (Receiver) 角色：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 (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.案例实现
将上面的案例用代码实现，那就需要分析命令模式的角色在该案例中由谁来充当。
- 服务员：就是调用者角色，由她来发起命令。
- 厨师：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：
具体实现代码如下：
3.1.命令接口
Command.java
//命令接口
public interface Command {
void execute();
}
Order.java
//订单类
public class Order {
//餐桌号码
private int diningTable;
//所下的餐品及份数
private Map<String,Integer> foodDir = new HashMap<>();
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);
}
}
3.2.具体命令
OrderCommand.java
//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("\n" + 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！");
}
}
3.3.接受者
SeniorChef.java
//厨师类
public class SeniorChef {
public void makeFood(String name, int num){
System.out.println(num + " 份" + name);
}
}
3.4.调用者
Waiter.java
//服务员类
public class Waiter {
//持有多个命令对象
private 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("服务员: 大厨，新订单来了...");
//遍历 list 集合
for (Command command : commands) {
if(command != null) {
command.execute();
}
}
}
}
3.5.测试
Client.java
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
OrderCommand cmd1 = new OrderCommand(receiver, order1);
OrderCommand cmd2 = new OrderCommand(receiver, order2);
//创建调用者(服务员对象)
Waiter invoke = new Waiter();
invoke.setCommand(cmd1);
invoke.setCommand(cmd2);
//让服务员发起命令
invoke.orderUp();
}
}
输出结果如下：
服务员: 大厨，新订单来了...
1 桌的订单:
1 份西红柿鸡蛋面
2 份小杯可乐
1 桌的饭准备完毕！
2 桌的订单:
1 份尖椒肉丝盖饭
1 份小杯雪碧
2 桌的饭准备完毕！
4.优缺点
（1）命令模式的优缺点如下：
- 优点：
- 解耦发送者和接收者：命令模式通过将请求封装为对象，实现了请求发送者和接收者之间的解耦。发送者只需要知道如何触发命令，而无需关心具体的接收者和执行细节。
- 容易扩展新的命令：由于命令模式将请求操作封装为对象，因此添加新的命令变得相对容易。可以通过创建新的具体命令类来实现新的请求，并与现有的系统进行交互，而无需修改已有代码。
- 支持命令的撤销和恢复：命令模式允许在命令对象中保存执行操作的状态，从而可以实现撤销和恢复的功能。这对于需要追踪和管理操作历史记录的应用非常有用。
- 支持请求队列和日志记录：命令模式可以将请求对象保存在队列中，并按照顺序执行。这样可以实现任务调度和优先级管理。此外，还可以将执行的命令记录下来，以便后续分析和审查。
- 缺点：
- 命令类的增加：使用命令模式，每个具体操作都需要创建一个具体命令类，这可能导致类的数量增加。如果系统需要大量命令类，可能会导致类爆炸的问题。
- 系统复杂性增加：引入命令模式会增加系统的复杂性。需要管理命令对象、调用者和接收者之间的交互逻辑，可能需要引入额外的类来管理它们之间的关系。
- 执行效率降低：由于命令模式需要请求对象封装、解封装等操作，可能会对系统的执行效率产生一定的影响，尤其是在需要频繁执行的场景中。
（2）综合来看，命令模式在需要解耦请求发送者和接收者、支持撤销和恢复、请求队列和日志记录等功能的场景下，是一种非常有用的设计模式。但在实际应用中，需要结合具体的需求和系统情况来评估使用该模式的利弊。
5.使用场景
（1）命令模式在以下情况下特别适用：
- 需要解耦请求发送者和接收者：当请求发送者与接收者之间存在紧耦合的情况，即发送者需要直接知道接收者的具体实现细节时，可以引入命令模式来解耦二者之间的关系。
- 需要支持撤销和恢复操作：当需要记录和管理操作历史记录，并且支持撤销和恢复功能时，可以使用命令模式。每个命令对象可以保存操作的状态和参数，便于后续撤销或恢复操作。
- 需要支持请求队列和任务调度：命令模式可以将请求对象保存在队列中，按照顺序执行。这样可以实现请求的排队和优先级管理，支持任务调度和异步执行。
- 需要实现扩展性和灵活性：命令模式通过将请求封装为对象，使得可以方便地添加新的命令类，不影响已有的代码。这样可以提供更好的扩展性和灵活性，以适应不断变化的需求。
- 需要实现日志记录和审计功能：命令模式可以在命令对象中记录执行的操作，包括操作的时间、执行者等信息，便于后续的日志记录和审计分析。
（2）总之，命令模式在需要解耦、支持撤销和恢复、请求队列和任务调度、扩展性和灵活性以及日志记录和审计功能的场景下，是一种非常合适的设计模式。它可以提供更好的代码可维护性、可扩展性和可测试性，同时还能增加系统的灵活性和可靠性。
6.JDK 源码解析——Runnable
Runnable 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();
}
调用者会调用一个 native 方法 start0()，调用系统方法，开启一个线程。而接收者是对程序员开放的，可以自己定义接收者。
/**
* jdk Runnable: 命令接口
* TurnOffThread: 具体命令
* */
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();
}
}
