Android设计模式详解之命令模式

前言

命令模式是行为型设计模式之一；

定义：将一个请求封装成一个对象，从而让用户使用不同的请求把客户端参数化；对请求排队或者记录日志，以及支持可撤销的操作；

使用场景：

• 需要抽象出待执行的动作，然后以参数的形式提供出来，类似于过程设计中的回调机制，而命令模式正是回调机制的一个面对对象的替代品；
• 在不同的时刻指定、排列和执行请求。一个命令对象可以有与初始请求无关的生存期；
• 需要支持取消操作；
• 支持修改日志功能，这样当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍；
• 需要支持事务操作；

UML类图：

• Client：客户端角色；
• Invoker：请求者角色；
  该类的职责就是调用命令对象执行具体的请求，相关的方法我们称为行动方法；
• Receiver：接收者角色；
  该类负责具体实施或执行一个请求，执行具体逻辑的角色，具体操作逻辑的方法我们称为行动方法；
• Command：命令角色；
  定义所有具体命令类的抽象接口；
• ConcreteCommand：具体命令角色；
  该类实现了Command接口，在execute方法中调用接收者角色的相关方法，在接收者和命令执行的具体行为之间加以弱耦合。

通用模板代码

• 定义接收者角色，Receiver

/**
 * 接收者类
 */
class Receiver {
    //最终执行具体命令逻辑的方法
    fun action() {
        println("执行具体操作")
    }
}

• 定义抽象命令接口，Command

/**
 * 抽象命令接口
 */
interface Command {
    //执行具体操作的命令
    fun execute()
}

• 定义具体命令类，ConcreteCommand

/**
 * 具体命令类
 * @param receiver 持有一个接收者对象的引用
 */
class ConcreteCommand(private var receiver: Receiver) : Command {
    override fun execute() {
        //调用接收者的相关方法执行具体逻辑
        receiver.action()
    }

}

• 定义请求者类,Invoker

/**
 * 请求者类
 * @param command 持有一个对命令对象的引用
 */
class Invoker(private val command: Command) {
    fun action() {
        //调用具体命令对象的相关方法，执行具体命令
        command.execute()
    }
}

• 编写调用测试类,相当于Client角色

/**
 * 相当于Client类
 */
object Test {

    @JvmStatic
    fun main(args: Array<String>) {
        //构造一个接收者对象
        val receiver = Receiver()
        //根据接收者对象构造一个命令对象
        val concreteCommand = ConcreteCommand(receiver)
        //根据命令对象构造一个请求者对象
        val invoker = Invoker(concreteCommand)
        //执行请求方法
        invoker.action()
    }
}

实现实例

这里我们以游戏中上下左右四个按键进行举例，四个按键即对应四个命令，分别按下对应向左、向右、向上、向下命令，这里我们使用命令模式来实现；

• 首先，定义命令接收者，即最终执行命令的对象,CommandReceiver

/**
 * 命令接收者对象
 */
class CommandReceiver {

    fun toLeft() {
        println("向左")
    }

    fun toTop() {
        println("向上")
    }

    fun toRight() {
        println("向右")
    }


    fun toBottom() {
        println("向下")
    }
}

• 定义抽象命令，Command

/**
 * 抽象命令
 */
interface Command {
   fun execute()
}

• 定义具体命令，LeftCommand、TopCommand、RightCommand、BottomCommand

/**
 * 具体向左命令
 */
class LeftCommand(private val commandReceiver: CommandReceiver) : Command {

    override fun execute() {
        commandReceiver.toLeft()
    }
}

/**
 * 具体向上命令
 */
class TopCommand(private val commandReceiver: CommandReceiver) : Command {

    override fun execute() {
        commandReceiver.toTop()
    }
}

/**
 * 具体向右命令
 */
class RightCommand(private val commandReceiver: CommandReceiver) : Command {

    override fun execute() {
        commandReceiver.toRight()
    }
}

/**
 * 具体向下命令
 */
class BottomCommand(private val commandReceiver: CommandReceiver) : Command {

    override fun execute() {
        commandReceiver.toBottom()
    }
}

• 定义命令发起者,CommandInvoker

/**
 * 命令请求者
 */
class CommandInvoker {

    private var leftCommand: LeftCommand? = null
    private var topCommand: TopCommand? = null
    private var rightCommand: RightCommand? = null
    private var bottomCommand: BottomCommand? = null

    fun setLeftCommand(leftCommand: LeftCommand) {
        this.leftCommand = leftCommand
    }

    fun setTopCommand(topCommand: TopCommand) {
        this.topCommand = topCommand
    }

    fun setRightCommand(rightCommand: RightCommand) {
        this.rightCommand = rightCommand
    }

    fun setBottomCommand(bottomCommand: BottomCommand) {
        this.bottomCommand = bottomCommand
    }

    /**
     * 请求执行向左命令
     */
    fun executeLeftAction() {
        leftCommand?.execute()
    }

    /**
     * 请求执行向上命令
     */
    fun executeTopAction() {
        topCommand?.execute()
    }

    /**
     * 请求执行向右命令
     */
    fun executeRightAction() {
        rightCommand?.execute()
    }

    /**
     * 请求执行向下命令
     */
    fun executeBottomAction() {
        bottomCommand?.execute()
    }
}

• 编写测试类进行验证；

object Test {

    @JvmStatic
    fun main(args: Array<String>) {
        //构造一个接收者对象
        val receiver = CommandReceiver()
        //根据接收者对象构造一个命令对象
        val leftCommand = LeftCommand(receiver)
        val topCommand = TopCommand(receiver)
        val rightCommand = RightCommand(receiver)
        val bottomCommand = BottomCommand(receiver)
        //根据命令对象构造一个请求者对象
        val invoker = CommandInvoker()
        invoker.setLeftCommand(leftCommand)
        invoker.setTopCommand(topCommand)
        invoker.setRightCommand(rightCommand)
        invoker.setBottomCommand(bottomCommand)
        //执行 `上上下下左右左右`
        invoker.executeTopAction()
        invoker.executeTopAction()
        invoker.executeBottomAction()
        invoker.executeBottomAction()
        invoker.executeLeftAction()
        invoker.executeRightAction()
        invoker.executeLeftAction()
        invoker.executeRightAction()
    }


}

前面我们有提到过，命令模式支持修改日志和事务操作，如上面例子，我们可以在CommandInvoker类中记录每一步执行的操作进行日志记录，同时也可以根据记录的操作进行事务提交；

Android源码中的命令模式

• Application Framework（应用程序框架层）中PackageManagerService类（包管理部分）也用到了命令模式。PackageManagerService是Android系统的Service之一，主要功能是实现对应用包的解析、管理、卸载等操作。具体的包的安装、移动以及包大小的测量分别在3个具体子类InstallParams、MoveParams和MeasureParams中实现。

总结

优点：
低耦合、灵活的控制性、更好的扩展性；

缺点：
大量类的创建，造成类的膨胀；

结语

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