設計模式 ——— 命令模式

意圖

簡單的說,命令模式可將“動作的請求者”從“動作的執行者”對象中解耦。

將一個請求封裝為一個對象,從而使你可用不同的請求對客戶進行參數化(即,可以用不同的命令對象,去參數化配置客戶的請求);對請求排隊或記錄請求日志,以及支持可撤銷的操作。

這一模式的關鍵是一個抽象的Command類,它定義了一個執行操作的接口。其最簡單的形式是一個抽象的Execute操作。具體的Command子類將接收者作為其一個實例變量,并實現Execute操作,指定接收者采取的動作。而接收者有執行該請求所需的具體信息。
接收者:真正執行命令的對象。任何類都可能成為一個接收者,只要它能夠實現命令要求實現的相應功能。

結構

  • Command:
    定義命令的接口,聲明執行的方法。
  • ConcreteCommand:
    命令接口實現對象,是“虛”的實現;通常會持有接收者,并調用接收者的功能來完成命令要執行的操作。
  • Receiver:
    接收者,真正執行命令的對象。任何類都可能成為一個接收者,只要它能夠實現命令要求實現的相應功能。
  • Invoker:
    要求命令對象執行請求,通常會持有命令對象,可以持有很多的命令對象。這個是客戶端真正觸發命令并要求命令執行相應操作的地方,也就是說相當于使用命令對象的入口。
  • Client:
    創建具體的命令對象,并且設置命令對象的接收者。注意這個不是我們常規意義上的客戶端,而是在組裝命令對象和接收者,或許,把這個Client稱為裝配者會更好理解,因為真正使用命令的客戶端是從Invoker來觸發執行。

流程

a) Client創建一個ConcreteCommand對象并指定它的Receiver對象。
b) 某Invoker對象存儲該ConcreteCommand對象。
c) 該Invoker通過調用Command對象的Execute操作來提交一個請求。若該命令是可撤銷的,CnocreteCommand就在執行Excute操作之前存儲當前狀態以用于取消該命令。
d) ConcreteCommand對象會調用它的Receiver的一些操作以執行該請求。

可撤銷的操作

可撤銷操作的意思就是:放棄該操作,回到未執行該操作前的狀態。
有兩種基本的思路來實現可撤銷的操作:
一種是補償式,又稱反操作式
比如被撤銷的操作是加的功能, 那撤消的實現就變成減的功能;同理被撤銷的操作是打開的功能,那么撤銷的實現就變成關閉的功能。
另外一種方式是存儲恢復式
意思就是把操作前的狀態記錄下來,然后要撤銷操作的時候就直接恢復回去就可以了。

認識命令模式

(1)命令模式的關鍵
命令模式的關鍵之處就是把請求封裝成為對象,也就是命令對象,并定義了統一的執行操作的接口,這個命令對象可以被存儲、轉發、記錄、處理、撤銷等,整個命令模式都是圍繞這個對象在進行。
(2)命令模式的組裝和調用
在命令模式中經常會有一個命令的組裝者,用它來維護命令的“虛”實現和真實實現之間的關系。如果是超級智能的命令,也就是說命令對象自己完全實現好了,不需要接收者,那就是命令模式的退化,不需要接收者,自然也不需要組裝者了。
而真正的用戶就是具體化請求的內容,然后提交請求進行觸發就好了。真正的用戶會通過invoker來觸發命令。
在實際開發過程中,Client和Invoker可以融合在一起,由客戶在使用命令模式的時候,先進行命令對象和接收者的組裝,組裝完成后,就可以調用命令執行請求。
(3)命令模式的接收者
接收者可以是任意的類,對它沒有什么特殊要求,這個對象知道如何真正執行命令的操作,執行時是從command的實現類里面轉調過來。
一個接收者對象可以處理多個命令,接收者和命令之間沒有約定的對應關系。接收者提供的方法個數、名稱、功能和命令中的可以不一樣,只要能夠通過調用接收者的方法來實現命令對應的功能就可以了。
(4)智能命令
在標準的命令模式里面,命令的實現類是沒有真正實現命令要求的功能的,真正執行命令的功能的是接收者。
如果命令的實現對象比較智能,它自己就能真實地實現命令要求的功能,而不再需要調用接收者,那么這種情況就稱為智能命令。
也可以有半智能的命令,命令對象知道部分實現,其它的還是需要調用接收者來完成,也就是說命令的功 能由命令對象和接收者共同來完成。
(5)發起請求的對象和真正實現的對象是解耦的
請求究竟由誰處理,如何處理,發起請求的對象是不知道的,也就是發起請求的對象和真正實現的對象是解耦的。發起請求的對象只管發出命令,其它的就不管了。

命令模式的更多用途

命令模式的關鍵之處就是把請求封裝成為對象,也就是命令對象(一個接收者和一組動作),然后將它傳來傳去,就像是一般的對象一樣。現在,即使在命令對象被創建許久之后,運算依然可以被調用。事實上,它甚至可以在不同的線程中被調用。我們可以利用這樣的特性衍生一些應用,例如:線程池、工作隊列、日志請求等。

  1. 隊列請求
    想象有一個工作隊列:你在某一端添加命令,然后另一端則是線程。線程進行下面的動作:從隊列中取出一個命令,調用它的execute()方法,等待這個調用完成,然后將此命令對象丟棄,再取出下一個命令......
    請注意,工作隊列和命令對象之間是完全解耦的。此刻線程可能在進行財務運算,下一刻卻在讀取網絡數據。工作隊列對象不在乎到底做些什么,它們只知道取出命令對象,然后調用其execute()方法。類似地,它們只要實現命令模式的對象,就可以放入隊列里,當線程可用時,就調用此對象的execute()方法。
  2. 日志請求
    某些應用需要我們將所有的動作都記錄在日志中,并能在系統死機之后,重新調用這些動作恢復到之前的狀態。

參考

《Head First 設計模式》
《設計模式:可復用面向對象軟件的基礎》
《研磨設計模式》

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