命令模式-将请求封装成对象

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本篇来介绍命令模式Command Design Pattern),它将“请求”封装成对象,从而将“请求”的创建者与“请求”的执行者解耦。

1,一次购物流程

相信大家都在网上买过东西,我们以淘宝为例来介绍命令模式。

我们假设这样一个简单的场景:

  • 淘宝网有很多商店,商店售卖各种各样的商品,顾客购买商品需要先在淘宝下订单
  • 一位顾客想在淘宝购买一部华为手机,他下了一个订单:“一部华为手机”。
  • 淘宝网将该订单发送到华为商店。
  • 华为商店将华为手机寄给了顾客。

在这个过程中,淘宝网并不关心每家商店的具体情况,它只知道每家商店都能完成它所派发的订单。

那么,我们怎样为这个场景建模呢?

2,模拟购物流程

从上面购物流程中,我们能看出来,连接顾客淘宝网商店的中间桥梁是订单

  • 顾客在淘宝网生成一个订单。
  • 淘宝网将订单发给具体商店。
  • 商店将商品寄给顾客以完成订单。

首先,我们需要定义一个 Order 接口:

interface Order {
    void execute();
}

Order 接口中只有一个 execute 方法,需要派生类来实现。

然后定义一个华为商店:

abstract class Shops {
    protected String shopName; 
    protected abstract String sell();
}

class HuaWeiShop extends Shops {

    public HuaWeiShop() {
        this.shopName = "HUAWEI";
    }

    public String sell() {
        return "HuaWei Phone";
    }
}

上面代码中,Shops 是一个抽象类,表示商店,商店可以销售商品。HuaWeiShop 类继承了 Shops 接口,实现了 sell 方法。

然后定义一个 GoodsOrder 类,它继承了 Order 接口,并实现了 execute 方法:

class GoodsOrder implements Order {
    private Shops shop;

    public GoodsOrder(Shops shop) {
        this.shop = shop;
    }

    public void execute() {
        String goods = shop.sell();
        System.out.println(goods);
    }
}

然后定义 Client 类,用于生成订单:

class Client {
    public Order createOrder() {
        Shops phone = new HuaWeiShop();
        Order phoneOrder = new GoodsOrder(phone);
        return phoneOrder;
    }
}

下面定义淘宝网,它可以接收订单和处理订单:

class Taobao {
    private Order order;

    public void receiveOrder(Order order) {
        this.order = order;
    }

    // 处理订单
    public void handleOrder() {
        order.execute();
    }
}

最后来测试代码:

Client c = new Client();
Order order = c.createOrder(); // 顾客生成订单

Taobao t = new Taobao();       
t.receiveOrder(order);         // 淘宝接收订单
t.handleOrder();               // 淘宝处理订单

输出如下:

HuaWei Phone

输出表示顾客成功买到了手机。

我们画出上面代码的类图,如下:

命令模式-将请求封装成对象

我将完整的命令模式代码放在了这里,供大家参考。

3,命令模式

实际上,上面代码的实现方式就是命令模式

命令模式将请求(命令)封装为一个对象,这样可以将不同请求注入到其他对象,并且能够支持请求(命令)的排队执行、记录日志、撤销等功能

命令模式中包含以下几个组件(并把组件类比到上面的购物场景中):

  • Invoker:请求的调用者,相当于 Taobao
  • Command:一个抽象接口,定义了所有具体请求必须实现的方法,相当于 Order
  • ConcreteCommand:一个具体的请求,相当于 GoodsOrder
  • Receiver:请求的接收者,用于真正的执行请求,相当于 HuaWeiShop
  • Client:请求的创建者。

命令模式的类图如下(与上面购物代码的类图一致):

命令模式-将请求封装成对象

上图的 Command 接口中有一个 undo 方法,它是 execute 方法的反操作,用于实现撤销功能

命令模式通过将请求封装成对象,将请求的创建者,请求的调用者和请求的执行者,这三者之间彻底解耦:

  • Client 只负责请求的创建,而不关心请求何时何地被真正的执行。
  • Invoker 只负责调用请求,而不关心请求是谁创建的,也不关心请求的真正执行者是谁。
    • Invoker 也可以将一个请求抛弃掉,不去调用它 。
  • Receiver 只负责执行请求,而不关心请求是谁创建的,也不关心请求是被谁调用的。

4,请求服务

请求服务是一种由客户端发出请求,然后由服务端去处理的一种程序架构,不同的客户端之间互不干扰。

我们上面模拟的购物程序可以说使用的就是这种架构,如下:

命令模式-将请求封装成对象

比如 Redis Server 处理 Client 命令的方式使用的就是这种架构。

5,请求队列

请求被封装成对象后,可将其放在请求队列中,然后由工作线程将其取出,再执行。

这种架构也相当于一个生产者-消费者架构。

命令模式-将请求封装成对象

6,请求日志

请求被封装成对象后,也可以将其记录在日志中。如果服务意外崩溃,服务重启后就可以使用请求日志,将服务恢复到崩溃之前的状态。

命令模式-将请求封装成对象

比如 RedisAOF 持久化使用的就是这种方式。

7,总结

命令模式将请求封装成对象,有两个优点:

  • 使得请求的创建者与请求的调用/执行者解耦。
  • 使得请求可以轻松的被传递和存储

命令模式的这些优点,使得我们可以实现请求的排队执行、记录日志等功能。

(本节完。)

推荐阅读:

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