java设计模式：命令模式
前言
在软件开发系统中，“方法的请求者”与“方法的实现者”之间经常存在紧密的耦合关系，这不利于软件功能的扩展与维护。例如，想对方法进行“撤销、重做、记录”等处理都很不方便，因此“如何将方法的请求者与实现者解耦？”变得很重要，命令模式就能很好地解决这个问题。
在现实生活中，命令模式的例子也很多。比如看电视时，我们只需要轻轻一按遥控器就能完成频道的切换，这就是命令模式，将换台请求和换台处理完全解耦了。电视机遥控器（命令发送者）通过按钮（具体命令）来遥控电视机（命令接收者）。
再比如，我们去餐厅吃饭，菜单不是等到客人来了之后才定制的，而是已经预先配置好的。这样，客人来了就只需要点菜，而不是任由客人临时定制。餐厅提供的菜单就相当于把请求和处理进行了解耦，这就是命令模式的体现。
定义与特点
命令（Command）模式的定义如下：将一个请求封装为一个对象，使发出请求的责任和执行请求的责任分割开。这样两者之间通过命令对象进行沟通，这样方便将命令对象进行储存、传递、调用、增加与管理。
优点
通过引入中间件（抽象接口）降低系统的耦合度。
扩展性良好，增加或删除命令非常方便。采用命令模式增加与删除命令不会影响其他类，且满足“开闭原则”。
可以实现宏命令。命令模式可以与组合模式结合，将多个命令装配成一个组合命令，即宏命令。
方便实现 Undo 和 Redo 操作。命令模式可以与后面介绍的备忘录模式结合，实现命令的撤销与恢复。
可以在现有命令的基础上，增加额外功能。比如日志记录，结合装饰器模式会更加灵活。
缺点
可能产生大量具体的命令类。因为每一个具体操作都需要设计一个具体命令类，这会增加系统的复杂性。
命令模式的结果其实就是接收方的执行结果，但是为了以命令的形式进行架构、解耦请求与实现，引入了额外类型结构（引入了请求方与抽象命令接口），增加了理解上的困难。不过这也是设计模式的通病，抽象必然会额外增加类的数量，代码抽离肯定比代码聚合更加难理解。
命令模式的结构与实现
可以将系统中的相关操作抽象成命令，使调用者与实现者相关分离，其结构如下。
结构
抽象命令类（Command）角色：声明执行命令的接口，拥有执行命令的抽象方法 execute()。
具体命令类（Concrete Command）角色：是抽象命令类的具体实现类，它拥有接收者对象，并通过调用接收者的功能来完成命令要执行的操作。
实现者/接收者（Receiver）角色：执行命令功能的相关操作，是具体命令对象业务的真正实现者。
调用者/请求者（Invoker）角色：是请求的发送者，它通常拥有很多的命令对象，并通过访问命令对象来执行相关请求，它不直接访问接收者。
实现
命令模式的代码如下：
package command;
public class CommandPattern {
public static void main(String[] args) {
Command cmd = new ConcreteCommand();
Invoker ir = new Invoker(cmd);
System.out.println("客户访问调用者的call()方法...");
ir.call();
}
}
//调用者
class Invoker {
private Command command;
public Invoker(Command command) {
this.command = command;
}
public void setCommand(Command command) {
this.command = command;
}
public void call() {
System.out.println("调用者执行命令command...");
command.execute();
}
}
//抽象命令
interface Command {
public abstract void execute();
}
//具体命令
class ConcreteCommand implements Command {
private Receiver receiver;
ConcreteCommand() {
receiver = new Receiver();
}
public void execute() {
receiver.action();
}
}
//接收者
class Receiver {
public void action() {
System.out.println("接收者的action()方法被调用...");
}
}
程序的运行结果如下：
客户访问调用者的call()方法...
调用者执行命令command...
接收者的action()方法被调用...
实例
假如我们开发一个播放器，播放器播放功能、拖动进度条功能、停止播放功能、暂停功能，我们在操作播发器的时候并不知道之间调用播放器
哪个功能，而是通过一个控制传达去传递指令给播放器内核，具体传达什么指令，会被封装成一个个按钮。那么每个按钮就相当于一条命令的封装。
用控制条实现了用户发送指令与播放器内核接收指令的解耦。下面来看代码，首先创建播放器内核类：
public class GPlayer {
public void play() {
System.out.println("正常播放");
}
public void speed() {
System.out.println("拖动进度条");
}
public void stop() {
System.out.println("停止播放");
}
public void pause() {
System.out.println("暂停播放");
}
}
创建命令接口：
public interface IAction {
void execute();
}
创建播放指令类：
public class PlayAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public PlayAction(GPlayer gplayer) {
this.gplayer = gplayer;
}
public void execute() {
gplayer.play();
}
}
创建暂停指令类：
public class PauseAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public PauseAction(GPlayer gplayer) {
this.gplayer = gplayer;
}
public void execute() {
gplayer.pause();
}
}
创建拖动进度条类：
public class SpeedAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public SpeedAction(GPlayer gplayer) {
this.gplayer = gplayer;
}
public void execute() {
gplayer.speed();
}
}
创建停止播放指令：
public class StopAction implements IAction {
private GPlayer gplayer;
public StopAction(GPlayer gplayer) {
this.gplayer = gplayer;
}
public void execute() {
gplayer.stop();
}
}
创建控制条controller类：
public class Controller {
private List<IAction> actions = new ArrayList<IAction>();
public void addAction(IAction action) {
actions.add(action);
}
public void execute(IAction action) {
action.execute();
}
public void executes() {
for (IAction action : actions) {
action.execute();
}
actions.clear();
}
}
从上面代码来看，控制条可以执行单条命令，也可以批量执行多条命令。下面看客户端的测试代码：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
GPlayer player = new GPlayer();
Controller controller = new Controller();
controller.execute(new PlayAction(player));
controller.addAction(new PauseAction(player));
controller.addAction(new PlayAction(player));
controller.addAction(new StopAction(player));
controller.addAction(new SpeedAction(player));
controller.executes();
}
}
由于控制条已经与播放器内核解耦了，以后如果想扩展新命令，只需要增加命令即可，控制条的结构无须改动。
java源码中的命令模式
首先来看 JDK 中的 Runnable 接口，Runnable 相当于命令模式中的抽象命令角色。Runnable 中的 run() 方法就当于 execute() 方法。
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
public class T implements Runnable {
@Override
public void run() {
LazySingleton lazySingleton = LazySingleton.getInstance();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + lazySingleton);
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new T());
Thread t2 = new Thread(new T());
t1.start();
t2.start();
System.out.println("Program End");
}
}
只要是实现了 Runnable 接口的类都被认为是一个线程，相当于命令模式中的具体命令角色。
实际上调用线程的 start() 方法之后，就有资格去抢 CPU 资源，而不需要编写获得 CPU 资源的逻辑。而线程抢到 CPU 资源后，就会执行 run() 方法中的内容，用 Runnable 接口把用户请求和 CPU 执行进行解耦。
