命令(Command)模式
命令(Command)模式
叶知秋 发表于4年前
命令(Command)模式
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       命令模式属于对象的行为模式。命令模式又称为行动(Action)模式或者交易(Transaction)模式。
       命令模式把一个请求或者操作封装到一个对象中。命令模式允许系统使用不同的请求把客户端参数化,对请求排队或者记录请求日志,可以提供命令的撤销和恢复功能。
       命令模式是对命令的封装。命令模式把发出命令的责任和执行命令的责任分割开,委派给不同的对象。
       每一个命令都是一个操作:请求的一方发出请求要求执行一个操作;接受的一方收到请求,并执行操作。命令模式允许请求的一方和接受的一方独立开来,使得请求的一方不必知道接受请求的一方的接口,更不必知道请求是怎么被接收,请求如何被执行,何时被执行。
       命令允许请求一方和和接收请求的一方独立演化,有以下优点:
      (1)使用命令模式,可以使新的命令更加容易的添加到系统中。
      (2)允许接受请求的一方决定是否要否决请求。
      (3)能较容易的设计一个命令列队。
      (4)可以容易的实现对请求的Undo和Redo。
      (5)在需要的情况下,可以较容易地将命令写入日志文件。

命令模式的类图
      
下面以一个示意性的系统为例,说明命令模式的结构。系统的结构图如下所示:
                       
        命令模式涉及到五个角色,它们分别是:
      (1) 客户(Client 角色:创建了一个具体命令(ConcreteCommand)对象并确定其接收者。          
      (2) 命令(Command 角色:声明了一个给所有具体命令类的抽象接口。这是一个抽象角色,通常由一个java接口或者java抽象类实现。
      (3) 具体命令(ConcreteCommand 角色:定义一个接收者和行为之间的弱耦合;实现execute()方法,负责调用接受者的相应操作。execute()方法通常叫做执行方法。
      (4)请求者(Invoker)角色:负责调用命令对象执行请求,相关的方法叫做行动方法。
      (5)接受者(Receiver)角色:负责具体实施和执行一个请求。任何一个类都可以成为接受者,实施和执行请求的方法叫行动方法。
示意性源代码如下:
  Command.java

package com.pattem.behavioral.command.easyexample;

/**
 * 抽象命令角色
 * */
public interface Command {
	
	//执行方法
	public void execute();

}

ConcreteCommand.java

package com.pattem.behavioral.command.easyexample;

/**
 * 具体命令角色
 * */
public class ConcreteCommand  implements Command{
	
	
	private Receiver receiver;
	
	//构造函数
	public ConcreteCommand(Receiver receiver){
		this.receiver = receiver;
	}
	
	//执行方法
	public void execute() {

		receiver.action();
	}
}

Invoker.java

package com.pattem.behavioral.command.easyexample;/**
 * 请求者角色
 * */
public class Invoker {
 
 private Command command;
 
 //构造函数
 public Invoker (Command command){
  this.command = command;
 } //行动方法
 public void action(){
  command.execute();
 }
}


Receiver.java

package com.pattem.behavioral.command.easyexample;

/**
 * 接受者角色
 * */
public class Receiver {
	
	//构造函数
    public Receiver(){
    	
    }
    
    //行动方法
    public void action(){
    	System.out.println("Action has bean taken");
    }
}

Client.java

package com.pattem.behavioral.command.easyexample;

/**
 * 客户端角色 
 * */
public class Client {
	

	public static void main(String[] args) {
		Receiver receiver = new Receiver();
		Command command = new ConcreteCommand(receiver);
		Invoker invoker = new Invoker(command);
		invoker.action();
	}
}

命令模式的活动序列如下所示:
      (1)客户端创建一个ConcreteCommand对象,并指明了接受者.
      (2)请求者对象保存了ConcreteComman对象。
      (3)请求者对象通过调用action() 方法发出请求。如果命令是能撤销的,那么ConcreteCommand保存了调用execute()方法之前的状态。
      (4)ConcreteCommand对象调用接收的一方的方法执行请求。
    
命令模式的实现
      
命令模式的实现,有几个问题需要考虑的问题。
       首先命令应该重一些还是轻一些,在不同的情况下,可以做不同的选择。如果把命令设计的轻,那么它只是提供了一个请求者和接受者之间的耦合而已,命令代表请求者实现请求。
       相反,如果把命令设计的重,那么它就应当实现所有的细节,包括请求所代表的操作,而不再需要接受者了。当一个系统没有接受者时,可以采取这种做法。
       更常见的是出于最轻和最重的两个极端之间的情况。命令类动态的决定调用哪一个接受者类。
       其次是否支持Undo 和Redo。如果一个命令类提供一个方法,比如叫unExecute(),以恢复其操作的效果,那么命令类就可以支持undo 和redo。具体命令类需要存储状态信息,包括:
      (1)接收者对象实际上实施请求所代表的操作;
      (2)对接收者对象所作的操作所需要的参数;
      (3)接收者类的最初状态。接收者必须提供适当的方法,使命令类可以通过调用这个方法,以便接收者类恢复原有状态。
       如果只需要提供一层的undo和redo,那么系统只需要存储最后被执行的那个命令对象。如果需要支持多层的undo和redo,那么系统就需要存储曾今被执行过的命令的清单,清单能允许的最大长度便是系统所支持undo和redo的层数。沿着清单逆向执行清单上的命令的反命令(unExecute())便是undo,沿着清单顺向执行清单上的命令就是redo。

在什么情况下应当使用命令模式
       在下面的情况下,可以考虑使用命令模式:
      (1)使用命令模式作为“回呼”在面向对象系统中的替代,“回呼”讲的便是先将一个函数登记上,然后在以后调用此函数。
      (2)需要在不同的时间指定请求、将请求排队。一个命令对象和原先的请求发出者可以有不同的生命期。换而言之,原先的请求发出者可能已经不在了,而命令对象本身仍然是活动的。这时命令的接收者可以是在本地,也可以在网络的另外一个地址。命令对象可以在串行化之后传送到另外一台机器上去。
      (3)系统需要支持命令的撤销(undo)。命令对象可以把状态存储起来。等到客户端需要撤销命令所产生的效果时,可以调用undo()方法,把命令所产生的效果撤销掉。命令对象还可以提供redo()方法,以供客户端在需要时,再重新实施命令的效果。
      (4)如果一个系统要将系统中的所有数据更新到日志里,以便在系统崩溃时,可以根据日志里读回所有的数据更新命令,重新调用execute()方法一条一条执行这些命令,从而恢复系统在崩溃前所做的数据更新。
      (5)一个系统需要支持交易(transaction),一个交易结构封装了一组数据更新命令。使用命令模式来实现交易结构可以使系统增加新的交易类型。

使用命令模式的优点和缺点
       命令模式有很多优点和缺点。它的优点:
       (1)命令模式把请求一个操作的对象与知道执行一个操作的对象分割开。
       (2)命令类与其它任何别的类一样,可以修改和推广。
       (3)你可以把命令对象聚合在一起,合成为合成命令。比如上面的例子里所讨论的宏命令便是合成命令的例子。合成命令是合成模式的应用。
       (4)由于加进新的具体命令类不影响其它类,因此增加新的具体命令类很容易。
       命令模式的缺点:
       使用命令模式会导致某些系统有过多的具体命令类。某些系统可能需要几十个,几百个甚至几千个具体命令类,这会使命令模式在这样的系统里变的不实际。

命令模式与其它模式的关系
      
命令模式与合成模式
       合成模式可以应用到命令类的合成上,从几个具体类合成宏命令类。
命令模式与备忘录模式

     如果命令需要撤销和恢复功能的话,备忘录模式可以用来存储关于命令的效果状态信息,以便在撤销命令时可以撤销命令的效果。
命令模式与原始模型模式
      如果命令模式带有clone()方法的话,命令就可以被复制。














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叶知秋
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