Java命令设计模式优雅解耦命令和执行提高代码可维护性

2023-05-17 20:05:30 命令 可维护性 优雅

介绍

Java命令模式(Command Pattern)是一种行为型设计模式,它将请求封装成一个对象,从而使不同的请求可以进行参数化,并支持请求的排队,记录日志,撤销操作等.

在命令模式中,将命令请求者(Invoker),命令接收者(Receiver)和命令对象(Command)进行了解耦,使得它们可以独立地变化.具体的说,命令对象封装了一个特定的请求和其对应的操作,Invoker对象负责调用命令来执行请求,而Receiver对象则负责实际执行命令所代表的操作.

在Java中,可以通过定义一个接口来定义命令对象的基本行为,然后再定义具体的命令对象实现该接口.Invoker对象可以包含一个或多个命令对象,可以通过调用命令对象的execute()方法来执行相应的命令.而Receiver对象则负责实际执行命令所代表的操作,其具体实现可以再命令对象的execute()方法中调用.

实现

命令对象接口

public interface Command {
    
    void execute();
    
    void undo();
}

具体命令对象

public class ConcreteCommand1 implements Command {
    private Receiver receiver;
    private boolean isExecute;
    public ConcreteCommand1(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }
    
    @Override
    public void execute() {
        receiver.action1();
        isExecute = true;
    }
    
    @Override
    public void undo() {
        if (isExecute) {
            receiver.undoAction1();
            isExecute = false;
        }
    }
}
public class ConcreteCommand2 implements Command {
    private Receiver receiver;
    private boolean isExecute;
    public ConcreteCommand2(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }
    
    @Override
    public void execute() {
        receiver.action2();
        isExecute = true;
    }
    
    @Override
    public void undo() {
        if (isExecute) {
            receiver.undoAction2();
            isExecute = false;
        }
    }
}

命令接收者

public class Receiver {
    public void action1() {
        System.out.println("Receiver.action1() 被调用...");
    }
    public void action2() {
        System.out.println("Receiver.action2() 被调用...");
    }
    public void undoAction1(){
        System.out.println("Receiver.undoAction1() 被调用...");
    }
    public void undoAction2(){
        System.out.println("Receiver.undoAction2() 被调用...");
    }
}

命令请求者

public class Invoker {
    private List<Command> commandList = new ArrayList<>();
    
    public void addCommand(Command command) {
        commandList.add(command);
    }
    
    public void executeCommands() {
        commandList.forEach(Command::execute);
    }
    
    public void undoCommands() {
        for (int i = commandList.size() - 1; i >= 0; i--) {
            commandList.get(i).undo();
        }
    }
}

测试

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Receiver receiver = new Receiver();
        Command command1 = new ConcreteCommand1(receiver);
        Command command2 = new ConcreteCommand2(receiver);
        Invoker invoker  = new Invoker();
        invoker.addCommand(command1);
        invoker.addCommand(command2);
        invoker.executeCommands();
        invoker.undoCommands();
    }
}

再示例代码中,定义了两个具体的命令对象实现,分别是ConcreteCommand1和ConcreteCommand2,它们都实现了Command接口,并且支持撤销操作.每个ConcreteCommand对象内部维护了一个boolean类型的isExecute变量,表示该命令是否已经执行过.如果execute()方法中,执行具体的命令操作,并将isExecute设为true.再undo()方法中,如果该命令已经执行过,则执行与execute()方法相反的操作,并将isExecute设为false.Receiver类是命令接收者,它实际执行命令所代表的操作.Invoker类中包含了一个Command对象列表,它通过addCommand()方法向其中添加具体的Command对象,executeCommand()用于执行所有添加的Command对象,而undoCommands()方法则用于撤销所有添加的Command对象,执行与撤销的顺序正好相反.

总结

优点

  • 解耦合,命令模式可以将命令请求者和命令接收者之间解耦合,使得它们之间不直接产生相互作用,从而提高系统的灵活性和可扩展性
  • 扩展性,由于命令模式将请求封装成对象,因此可以方便地新增或修改命令,而不影响其他对象的运行.同时,也可以方便地新增或修改命令接收者,从而实现系统功能的灵活变化.
  • 撤销操作,命令模式可以支持撤销操作,使得系统具有回滚功能,增强了系统的容错性.

缺点

  • 系统复杂性,使用命令模式需要增加额外的类和接口,从而增加了系统的复杂性
  • 性能损失.由于需要将请求封装成对象,因此可能会导致系统性能的降低,特别是再处理大量请求时

应用场景

  • 撤销操作,如果系统需要支持撤销操作,那么命令模式是一个非常好的选择.例如:文本编辑器中的"撤销"和"重做"操作.
  • 日志记录,命令模式可以用来记录请求日志,从而实现系统的日志功能.例如:使用命令模式记录用户的操作记录,实现系统的审计功能.
  • 队列请求.如果需要将请求排队,可以使用命令模式来管理请求队列.例如:使用命令模式管理操作系统的I/O请求队列.

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