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命令模式Command Pattern是行为型设计模式之一。命令模式相对于其他的设计模式来说并没有那么多的条条框框其实它不是一个很”规范“的模式不过就是基于这一点命令模式相对于其他的设计模式更为灵活多变。我们接触比较多的命令模式个例无非就是程序菜单命令如在操作系统中我们点击”关机“命令系统就会执行一系列的操作如先是暂停处理事件保存系统的一些配置然后结束程序进程最后调用内核命令关闭计算机等对于这一系列的命令用户不用去管用户只需点击系统的关机按钮即可完成如上一系列的命令。而我们的命令模式其实也与之相同将一系列的方法调用封装用户只需调用一个方法执行那么所有这些被封装的方法就会被挨个执行调用。
二、定义
将一个请求封装成一个对象从而让用户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以及支持可撤销的操作。
三、使用场景
需要抽象出待执行的动作然后以参数的形式提供出来——类似于过程设计中的回调机制而命令模式正是回调机制的一个面向对象的替代品。在不同的时刻指定、排列和执行请求。一个命令对象可以有与初始请求无关的生存期。需要支持取消操作。支持修改日志功能这样当系统崩溃时这些修改可以被重做一遍。需要支持事务操作。
四、命令模式的UML类图
UML类图 通用模式代码
接收者类
public class Receiver {/** 真正执行具体命令逻辑的方法*/public void action(){System.out.println(具体执行);}
}
抽象命令接口
public interface Command {/** 执行具体操作的命令*/void excute();
}
具体命令类
public class ConcreteCommand implements Command {private Receiver receiver;public ConcreteCommand(Receiver receiver) {this.receiver receiver;}Overridepublic void excute() {//调用接收者的相关方法来执行具体逻辑receiver.action();}
}
请求者类
public class Invoker {private Command command;public Invoker(Command command) {this.command command;}public void action(){//调用具体命令对象的相关方法执行具体命令command.excute();}
}
客户类
public class Client {public static void main(String[] args) {//构造一个接收者对象Receiver receiver new Receiver();//根据接收者对象构造一个命令对象Command command new ConcreteCommand(receiver);//根据具体的对象构造请求者对象Invoker invoker new Invoker(command);//执行请求方法invoker.action();}
}
角色介绍
Receiver接收者角色该类负责具体实施或执行一个请求说得通俗点就是执行具体逻辑的角色以本节开头的”关机“命令操作为例其接收者角色就是真正执行各项关机逻辑的底层代码。任何一个类都可以成为一个接收者而在接收者类中封装具体操作逻辑的方法我们则称为行动方法。Command命令角色定义所有具体命令类的抽象接口。ConcreteCommand具体命令角色该类实现了Command接口在execute方法中调用接收者角色的相关方法在接收者和命令执行的具体行为之间加以弱耦合。而execute则通常称为执行方法如本文开头所述”关机“的操作实现具体可能还包含很多相关的操作比如保存数据、关闭文件、结束进程等如果将这一系列具体的逻辑处理看作接收者那么调用这些具体逻辑的方法就可以看作是执行方法。Invoker请求者角色该类的职责就是调用命令对象执行具体的请求相关的方法我们称为行动方法还是用”关机“为例”关机“这个菜单命令一般就对应一个关机方法我们点击了”关机“命令后由这个关机方法去调用具体的命令执行具体的逻辑这里的”关机“对应的这个方法就可以看作是请求者。Client客户端类Client可以创建具体的命令对象并且设置命令对象的接收者。Tips不能把Clinet理解为我们平常说的客户端这里的Client是一个组装命令对象和接受者对象的角色或者你把它理解为一个装配者。
五、简单实现
以推箱子游戏为例一般游戏中会有五个按钮分别是左移、右移、下移、上移和撤销。那么玩游戏的人就是客户端五个按钮就是调用者执行具体按钮命令的方法是命令角色。
接收者角色
public class PushBox {/*** 执行向左命令 */public void toLeft(){System.out.println(向左);}/*** 执行向右命令 */public void toRight(){System.out.println(向右);}/*** 执行向下命令 */public void toDown(){System.out.println(向下);}/*** 执行向上命令 */public void toUp(){System.out.println(向上);}/*** 执行撤销命令 */public void revoke(){System.out.println(撤销);}
}
抽象命令接口
public interface Command {/*** 命令执行方法*/void execute();/*** 获取命令类型*/void getCommand();
}
具体命令者左移命令类
public class LeftCommand implements Command{//持有一个接受推箱子游戏对象的引用private PushBox pushBox;public LeftCommand(PushBox pushBox){this.pushBox pushBox;}Overridepublic void execute() {//调用具体命令pushBox.toLeft();}Overridepublic void getCommand() {System.out.print(向左--);}
}
具体命令者右移命令类
public class RightCommand implements Command{//持有一个接受推箱子游戏对象的引用private PushBox pushBox;public RightCommand(PushBox pushBox){this.pushBox pushBox;}Overridepublic void execute() {//调用具体命令pushBox.toRight();}Overridepublic void getCommand() {System.out.print(向右--);}
}
具体命令者上移命令类
public class UpCommand implements Command{//持有一个接受推箱子游戏对象的引用private PushBox pushBox;public UpCommand(PushBox pushBox){this.pushBox pushBox;}Overridepublic void execute() {//调用具体命令pushBox.toUp();}Overridepublic void getCommand() {System.out.print(向上--);}
}
具体命令者下移命令类
public class DownCommand implements Command{//持有一个接受推箱子游戏对象的引用private PushBox pushBox;public DownCommand(PushBox pushBox){this.pushBox pushBox;}Overridepublic void execute() {//调用具体命令pushBox.toDown();}Overridepublic void getCommand() {System.out.print(向下--);}
}
具体命令者撤销命令类
public class RevokeCommand implements Command{//持有一个接受推箱子游戏对象的引用private PushBox pushBox;public RevokeCommand(PushBox pushBox){this.pushBox pushBox;}Overridepublic void execute() {//调用具体命令pushBox.revoke();;}Overridepublic void getCommand() {}
}
请求者类命令由按钮发起
public class Buttons {private LeftCommand leftCommand; //向左移动的命令对象引用private RightCommand rightCommand; //向右移动的命令对象引用private UpCommand upCommand; //向上移动的命令对象引用private DownCommand downCommand; //向下移动的命令对象引用private RevokeCommand revokeCommand; //撤销命令对象引用private ArrayListCommand commandList new ArrayListCommand();//用于记录命令动作/*** 获取执行命令*/public void getCommandList(){for(Command c : commandList){c.getCommand();}System.out.println();}/*** 设置向左移动的命令对象* * param leftCommand 向左移动的命令对象*/public void setLeftCommand(LeftCommand leftCommand){this.leftCommand leftCommand;}/*** 设置向右移动的命令对象* * param rightCommand 向右移动的命令对象*/public void setRightCommand(RightCommand rightCommand){this.rightCommand rightCommand;}/*** 设置向上移动的命令对象* * param upCommand 向上移动的命令对象*/public void setUpCommand(UpCommand upCommand){this.upCommand upCommand;}/*** 设置向下移动的命令对象* * param downCommand 向下移动的命令对象*/public void setDownCommand(DownCommand downCommand){this.downCommand downCommand;}/*** 设置撤销命令对象* * param revokeCommand 撤销命令对象*/public void setRevokeCommand(RevokeCommand revokeCommand){this.revokeCommand revokeCommand;}/*** 按下向左按钮 */public void toLeft(){leftCommand.execute();commandList.add(leftCommand);}/*** 按下向右按钮 */public void toRight(){rightCommand.execute();commandList.add(rightCommand);}/*** 按下向上按钮 */public void toUp(){upCommand.execute();commandList.add(upCommand);}/*** 按下向下按钮 */public void toDown(){downCommand.execute();commandList.add(downCommand);}/*** 按下撤销按钮 */public void toRevoke(){revokeCommand.execute();commandList.remove(commandList.size()-1);}
}
客户端调用
public class Client {public static void main(String[] args) {//首先创建游戏PushBox pushBox new PushBox();//根据游戏构造5种命令LeftCommand leftCommand new LeftCommand(pushBox);RightCommand rightCommand new RightCommand(pushBox);UpCommand upCommand new UpCommand(pushBox);DownCommand downCommand new DownCommand(pushBox);RevokeCommand revokeCommand new RevokeCommand(pushBox);//按钮可以执行不同命令Buttons buttons new Buttons();buttons.setLeftCommand(leftCommand);buttons.setRightCommand(rightCommand);buttons.setUpCommand(upCommand);buttons.setDownCommand(downCommand);buttons.setRevokeCommand(revokeCommand);//执行操作buttons.toLeft();buttons.toDown();buttons.toDown();buttons.toRight();buttons.getCommandList();buttons.toRevoke();buttons.toUp();buttons.toLeft();buttons.toDown();buttons.toUp();buttons.getCommandList();}
}
执行结果
向左
向下
向下
向右
向左--向下--向下--向右--
撤销
向上
向左
向下
向上
向左--向下--向下--向上--向左--向下--向上--
在这么长的代码之后是不是觉得很烦琐明明可以很简单的实现如下
public class Client {public static void main(String[] args) {//首先创建游戏PushBox pushBox new PushBox();pushBox.toDown();pushBox.toRight();pushBox.toUp();}
}
其实设计模式有一个重要的原则对修改关闭对扩展开放。如果使用如上的简单方式那么以后的修改只能去修改PushBox类然后修改Client类这显然违反了这一原则。如果使用命令模式那么Client类无需修改只需要修改PushBox类的内部操作Client类无需知道具体的内部实现。
六、Android源码中的命令模式
1、PackageHandler
PackageManagerService中其对包的相关消息处理右其内部类PackageHandler承担其将需要处理的请求作为对象通过消息传递给相关的方法而对于包的安装、移动以及包大小的测量则分别封装为HandlerParams的具体子类InstallParams、MoveParams和MeasureParams。
源码如下
private abstract class HandlerParams {private static final int MAX_RETRIES 4;/*** Number of times startCopy() has been attempted and had a non-fatal* error.*/private int mRetries 0;final boolean startCopy() {boolean res;try {if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, startCopy);if (mRetries MAX_RETRIES) {Slog.w(TAG, Failed to invoke remote methods on default container service. Giving up);mHandler.sendEmptyMessage(MCS_GIVE_UP);handleServiceError();return false;} else {handleStartCopy();res true;}} catch (RemoteException e) {if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, Posting install MCS_RECONNECT);mHandler.sendEmptyMessage(MCS_RECONNECT);res false;}handleReturnCode();return res;}final void serviceError() {if (DEBUG_INSTALL) Slog.i(TAG, serviceError);handleServiceError();handleReturnCode();}abstract void handleStartCopy() throws RemoteException;abstract void handleServiceError();abstract void handleReturnCode();}
可以看出HandlerParams也是一个抽象命令者。
七、总结
优点
命令模式的封装性很好更弱的耦合性更灵活的控制性以及更好的扩展性。
缺点
类的膨胀大量衍生类的创建。
