Java设计模式之行为型模式（命令模式）

一、核心定义与设计思想

命令模式通过对象化请求，将操作的具体实现细节封装在命令对象中，使得调用者（Invoker）无需直接依赖接收者（Receiver），仅需通过命令对象间接调用。这种设计支持以下能力：

1. 解耦请求发送者与执行者：调用者仅与命令接口交互，无需了解接收者的实现细节。
2. 支持扩展性与灵活性：新增命令只需实现接口，符合开闭原则。
3. 实现高级功能：如撤销（Undo）、重做（Redo）、事务管理及日志记录。

二、模式结构与角色

命令模式包含以下核心角色：

1. Command（抽象命令接口）
   声明执行操作的统一接口，通常包含execute()方法，部分场景扩展undo()方法以支持撤销。

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

2. ConcreteCommand（具体命令类）
   实现命令接口，持有接收者的引用并调用其方法。例如：

   public class LightOnCommand implements Command {
       private Light receiver;
       public LightOnCommand(Light receiver) { this.receiver = receiver; }
       public void execute() { receiver.turnOn(); }
   }
   

3. Receiver（接收者）
   实际执行操作的对象，例如电灯、文本编辑器等业务逻辑实现类。
4. Invoker（调用者）
   触发命令执行的入口，不关心命令具体实现。例如遥控器或按钮：

   public class RemoteControl {
       private Command command;
       public void pressButton() { command.execute(); }
   }
   

5. Client（客户端）
   创建具体命令对象并绑定接收者，将其传递给调用者。

三、代码示例与实现

场景：遥控器控制家电（经典案例）

1. 定义接收者

   class Light {
       public void turnOn() { System.out.println("灯已开启"); }
       public void turnOff() { System.out.println("灯已关闭"); }
   }
   

2. 实现具体命令

   class LightOnCommand implements Command {
       private Light light;
       public LightOnCommand(Light light) { this.light = light; }
       public void execute() { light.turnOn(); }
   }
   

3. 调用者与客户端交互

   public class Client {
       public static void main(String[] args) {
           Light light = new Light();
           Command cmdOn = new LightOnCommand(light);
           RemoteControl control = new RemoteControl();
           control.setCommand(cmdOn);
           control.pressButton(); // 输出：灯已开启
       }
   }
   

   结果：调用者与接收者完全解耦，支持灵活替换命令。

四、高级应用场景

1. 撤销与重做（Undo/Redo）
   通过维护命令历史栈实现操作回滚。例如文本编辑器的撤销功能：

   class Editor {
       private String text;
       public void insert(String content) { /* 实现 */ }
       public void delete(String content) { /* 实现 */ }
   }
   class InsertCommand implements Command {
       private Editor receiver;
       private String content;
       public void execute() { receiver.insert(content); }
       public void undo() { receiver.delete(content); }
   }
   

2. 宏命令（Macro Command）
   将多个命令组合为一个复合命令，实现批量操作：

   class MacroCommand implements Command {
       private List commands = new ArrayList<>();
       public void add(Command cmd) { commands.add(cmd); }
       public void execute() { commands.forEach(Command::execute); }
   }
   

3. 异步任务队列
   结合线程池处理异步请求，提升系统吞吐量：

   class CommandQueue {
       private BlockingQueue queue = new LinkedBlockingQueue<>();
       public void addCommand(Command cmd) { queue.put(cmd); }
       public void process() { 
           queue.forEach(cmd -> new Thread(cmd::execute).start()); 
       }
   }
   

五、优缺点分析

六、适用场景

1. GUI事件处理：如按钮点击、菜单操作。
2. 事务性操作：数据库事务的提交与回滚。
3. 日志与审计：记录操作历史以便恢复。
4. 异步任务调度：如消息队列中的任务处理。

七、与其他模式的对比

• 策略模式：关注算法替换，而命令模式关注请求封装。
• 观察者模式：通过订阅-发布解耦，命令模式通过对象化请求解耦。
• 责任链模式：请求逐级传递，命令模式明确单一行执行路径。

总结

命令模式通过对象化请求实现了高度解耦与灵活控制，是构建可扩展系统的利器。其核心价值在于将操作抽象为对象，支持复杂功能（如撤销、异步队列）的同时降低系统耦合度。实际应用中需根据场景权衡复杂性，避免滥用。