【設計模式（14）】行為型模式之命令模式

阿新 • • 發佈：2020-11-06

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如有勘誤，歡迎指出和討論，本文後期也會進行修正和補充

前言

生活中，一件事情的請求者和執行者不一定是同一個人。比如我們申請售後的時候，將需要的資訊等告知售後，然後由售後來安排處理，我們可以去做別的事情了；電視遙控器向電視傳送命令，電視來執行；老闆給我們分配任務等等。。。

好處是我們不需要將請求者與執行者建立繫結關係，也不需要佔用請求者的時間。

在開發中，我們也會需要解除請求者和執行者之間的耦合，一方面利於擴充套件，一方面使得兩者不必同步運作。

命令模式（Command Pattern）是一種資料驅動的設計模式，它屬於行為型模式。

請求以命令的形式包裹在物件中，並傳給呼叫物件。呼叫物件尋找可以處理該命令的合適的物件，並把該命令傳給相應的物件，該物件執行命令。

1.介紹

使用目的：將一個請求封裝為一個物件，使發出請求的責任和執行請求的責任分割開

使用時機：需要將方法的請求者與方法的實現者解耦，進而讓兩者之間通過命令物件進行溝通，方便將命令物件進行儲存、傳遞、呼叫、增加與管理。

解決問題：在某些場合，比如要對行為進行"記錄、撤銷/重做、事務"等處理，這種無法抵禦變化的緊耦合是不合適的

實現方法：請求者通過呼叫者，再由呼叫者來呼叫接受者執行命令。

應用例項：

下載管理器，請求者將請求傳送給管理器，由管理器來執行並管理下載任務

命令池，請求者將命令組裝好後傳入命令池，由命令池執行並管理下載任務

優點：

降低了系統耦合度
新的命令可以很容易新增到系統中
釋放了請求者，使其不必等待執行結果

缺點：使用命令模式可能會導致某些系統有過多的具體命令類

2.結構

命令模式包含以下主要角色

抽象命令類（Command）角色：宣告執行命令的介面，擁有執行命令的抽象方法 execute()。
具體命令（Concrete Command）角色：是抽象命令類的具體實現類，它擁有接收者物件，並通過呼叫接收者的功能來完成命令要執行的操作。
實現者/接收者（Receiver）角色：執行命令功能的相關操作，是具體命令物件業務的真正實現者。

呼叫者/請求者（Invoker）角色：是請求的傳送者，它通常擁有很多的命令物件，並通過訪問命令物件來執行相關請求，它不直接訪問接收者。

客戶端呼叫invoker
invoker持有Commond物件，並執行execute()命令
ConcreteCommand需要實現Commond介面，並持有Receiver物件，在execute()方法中呼叫
Receiver則需要定義相關的方法，以供ConcreteCommand呼叫

3.實現步驟

定義接收者

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

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

接收者裡面負責定義具體需要執行的相關方法

定義抽象命令類
```
interface Command {
    void execute();
}
```
用於規範命令類提供的方法介面

定義具體命令類

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();
    }
}

此類為核心，需要在此處實現抽象命令類，並持有接收者，並定義命令執行的邏輯

定義呼叫者

class Invoker {
    private Command command;

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

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

持有命令物件，並提供設定和執行命令的方法

完整程式碼

package com.company.test.command;

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

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

執行結果

4.擴充套件實戰

目標需求如下：

設計一個命令池，被多個命令類共享
客戶端呼叫請求者的方法，由請求者組裝命令，並交付給命令池
命令池會按順序執行接收到的命令
- 命令按照目標不同進行分組
- 同一組命令按照先後執行，如果某個命令執行時間超過2s則不再等待，執行下一條命令
- 每條命令均需要回調，即便超時

實際可能的業務場景如下

專案需要向多個裝置下發命令，通過同一個的命令池管理

對於同一個裝置的命令需要按順序執行，若某條命令完成或者超時則執行下一條，但每條命令均必須有回撥

因此不考慮超時的情況下，同一裝置的命令為堵塞佇列

對於不同裝置，之間的命令不能堵塞，不能相互影響

系統內的命令只負責呼叫裝置，具體裝置業務由裝置自己執行

測試客戶端程式碼：

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){}
    }
}