命令模式 | Lavigne-yang.Blog

基本概念

命令模式：一种行为型设计模式，它将“请求”封装为对象，使发送请求的客户端与执行请求的接收者解耦。通过这种封装，可以让请求参数化、排队执行、记录日志或支持撤销操作。

核心结构

命令接口（Command）：定义执行命令的方法（如execute()）。
具体命令（Concrete Command）：实现命令接口，绑定接收者和具体操作。
接收者（Receiver）：执行命令的具体对象，知道如何完成命令对应的操作。
调用者（Invoker）：持有命令对象，通过调用命令的方法来触发请求。
客户端（Client）：创建具体命令并设置其接收者，将命令交给调用者。

示例说明

场景：遥控器控制家电

命令接口


// 命令接口
interface Command {
    void execute();       // 执行命令
    void undo();          // 撤销命令（可选）
}

接收者：电灯


class Light {
    void on() {
        System.out.println("电灯开启");
    }
    
    void off() {
        System.out.println("电灯关闭");
    }
}

接收者：电视


class TV {
    void on() {
        System.out.println("电视开启");
    }
    
    void off() {
        System.out.println("电视关闭");
    }
}

开灯命令


class LightOnCommand implements Command {
    private Light light;
    
    public LightOnCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    
    @Override
    public void execute() {
        light.on();
    }
    
    @Override
    public void undo() {
        light.off();
    }
}


class LightOffCommand implements Command {
    private Light light;
    
    public LightOffCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }
    
    @Override
    public void execute() {
        light.off();
    }
    
    @Override
    public void undo() {
        light.on();
    }
}

调用者：遥控器


class RemoteControl {
    private Command command;  // 单个命令槽位
    
    // 设置要执行的命令
    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    
    // 按下按钮执行命令
    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
    
    // 按下撤销按钮
    public void pressUndoButton() {
        command.undo();
    }
}

测试验证


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建接收者
        Light light = new Light();
        TV tv = new TV();
        
        // 创建具体命令
        Command lightOn = new LightOnCommand(light);
        Command lightOff = new LightOffCommand(light);
        Command tvOn = new LightOnCommand(tv);  // 简化示例，实际应创建TV的命令
        
        // 创建调用者（遥控器）
        RemoteControl remote = new RemoteControl();
        
        // 设置命令并执行
        remote.setCommand(lightOn);
        remote.pressButton();  // 输出：电灯开启
        
        remote.setCommand(lightOff);
        remote.pressButton();  // 输出：电灯关闭
        remote.pressUndoButton();  // 输出：电灯开启
    }
}

命令对象通过特定接收者上绑定一组动作来封装请求。要达到这一点，它把动作和接收者包进一个对象中，该对象仅暴露可执行的方法execute()或undo()，当被调用时，调用者无法知道具体内部做了什么操作，目的已经达到。

其类图如下：

命令模式

总结

优点

解耦发送者与接收者：客户端无需知道谁执行命令，调用者无需知道命令的具体实现。
支持撤销操作：通过undo()方法可实现命令回滚（如文本编辑的撤销）。
支持日志和事务：命令执行可记录日志，便于故障恢复或事务管理。
扩展性强：新增命令只需创建新的具体命令类，符合开闭原则。

缺点

类数量增加：每个命令都需要独立的类，可能导致类爆炸。
复杂度上升：简单场景下使用命令模式可能过度设计。

使用场景

需要支持撤销/重做：如文本编辑器、绘图软件的操作历史。
需要命令排队或调度：如任务调度系统、线程池中的任务封装。
需要记录操作日志：如银行系统的交易记录，便于故障恢复。
需要将请求参数化：如GUI框架中按钮点击事件的处理（按钮是调用者，点击是命令）。
多线程场景：命令可作为独立任务提交给线程池执行。