命令模式(Command Pattern)：将一个请求封装为一个对象，从而让我们可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或者记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，其别名为动作(Action)模式或事务(Transaction)模式。
在软件开发中，我们经常需要向某些对象发送请求（调用其中的某个或某些方法），但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是哪个，此时，我们特别希望能够以一种松耦合的方式来设计软件，使得请求发送者与请求接收者能够消除彼此之间的耦合，让对象之间的调用关系更加灵活，可以灵活地指定请求接收者以及被请求的操作。命令模式为此类问题提供了一个较为完美的解决方案。
命令模式可以将请求发送者和接收者完全解耦，发送者与接收者之间没有直接引用关系，发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必知道如何完成请求。
命令模式的核心在于引入了命令类，通过命令类来降低发送者和接收者的耦合度，请求发送者只需指定一个命令对象，再通过命令对象来调用请求接收者的处理方法，其结构如图3所示：
在命令模式结构图中包含如下几个角色：
- Command（抽象命令类）：抽象命令类一般是一个抽象类或接口，在其中声明了用于执行请求的execute()等方法，通过这些方法可以调用请求接收者的相关操作。
- ConcreteCommand（具体命令类）：具体命令类是抽象命令类的子类，实现了在抽象命令类中声明的方法，它对应具体的接收者对象，将接收者对象的动作绑定其中。在实现execute()方法时，将调用接收者对象的相关操作(Action)。
- Invoker（调用者）：调用者即请求发送者，它通过命令对象来执行请求。一个调用者并不需要在设计时确定其接收者，因此它只与抽象命令类之间存在关联关系。在程序运行时可以将一个具体命令对象注入其中，再调用具体命令对象的execute()方法，从而实现间接调用请求接收者的相关操作。
- Receiver（接收者）：接收者执行与请求相关的操作，它具体实现对请求的业务处理。
命令模式的本质是对请求进行封装，一个请求对应于一个命令，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。每一个命令都是一个操作：请求的一方发出请求要求执行一个操作；接收的一方收到请求，并执行相应的操作。命令模式允许请求的一方和接收的一方独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求的一方的接口，更不必知道请求如何被接收、操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。
命令模式的关键在于引入了抽象命令类，请求发送者针对抽象命令类编程，只有实现了抽象命令类的具体命令才与请求接收者相关联。在最简单的抽象命令类中只包含了一个抽象的execute()方法，每个具体命令类将一个Receiver类型的对象作为一个实例变量进行存储，从而具体指定一个请求的接收者，不同的具体命令类提供了execute()方法的不同实现，并调用不同接收者的请求处理方法。
某软件公司开发人员为公司内部OA系统开发了一个桌面版应用程序，该应用程序为用户提供了一系列自定义功能键，用户可以通过这些功能键来实现一些快捷操作。开发人员通过分析，发现不同的用户可能会有不同的使用习惯，在设置功能键的时候每个人都有自己的喜好，例如有的人喜欢将第一个功能键设置为“打开帮助文档”，有的人则喜欢将该功能键设置为“最小化至托盘”，为了让用户能够灵活地进行功能键的设置，开发人员提供了一个“功能键设置”窗口。
用户可以将功能键和相应功能绑定在一起，还可以根据需要来修改功能键的设置，而且系统在未来可能还会增加一些新的功能或功能键。
为了降低功能键与功能处理类之间的耦合度，让用户可以自定义每一个功能键的功能，开发人员使用命令模式来设计“自定义功能键”模块，其核心结构如图所示：
FBSettingWindow是“功能键设置”界面类，FunctionButton充当请求调用者，Command充当抽象命令类，MinimizeCommand和HelpCommand充当具体命令类，WindowHanlder和HelpHandler充当请求接收者。完整代码如下所示：
//功能键设置窗口类
class FBSettingWindow {
private String title; //窗口标题
//定义一个ArrayList来存储所有功能键
private ArrayList<FunctionButton> functionButtons = new ArrayList<FunctionButton>();
public FBSettingWindow(String title) {
this.title = title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getTitle() {
return this.title;
}
public void addFunctionButton(FunctionButton fb) {
functionButtons.add(fb);
}
public void removeFunctionButton(FunctionButton fb) {
functionButtons.remove(fb);
}
//显示窗口及功能键
public void display() {
System.out.println("显示窗口：" + this.title);
System.out.println("显示功能键：");
for (Object obj : functionButtons) {
System.out.println(((FunctionButton)obj).getName());
}
System.out.println("------------------------------");
}
}
//功能键类：请求发送者
class FunctionButton {
private String name; //功能键名称
private Command command; //维持一个抽象命令对象的引用
public FunctionButton(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return this.name;
}
//为功能键注入命令
public void setCommand(Command command) {
this.command = command;
}
//发送请求的方法
public void onClick() {
System.out.print("点击功能键：");
command.execute();
}
}
//抽象命令类
abstract class Command {
public abstract void execute();
}
//帮助命令类：具体命令类
class HelpCommand extends Command {
private HelpHandler hhObj; //维持对请求接收者的引用
public HelpCommand() {
hhObj = new HelpHandler();
}
//命令执行方法，将调用请求接收者的业务方法
public void execute() {
hhObj.display();
}
}
//最小化命令类：具体命令类
class MinimizeCommand extends Command {
private WindowHanlder whObj; //维持对请求接收者的引用
public MinimizeCommand() {
whObj = new WindowHanlder();
}
//命令执行方法，将调用请求接收者的业务方法
public void execute() {
whObj.minimize();
}
}
//窗口处理类：请求接收者
class WindowHanlder {
public void minimize() {
System.out.println("将窗口最小化至托盘！");
}
}
//帮助文档处理类：请求接收者
class HelpHandler {
public void display() {
System.out.println("显示帮助文档！");
}
}
为了提高系统的灵活性和可扩展性，我们将具体命令类的类名存储在配置文件中，并通过工具类XMLUtil来读取配置文件并反射生成对象，XMLUtil类的代码如下所示：
public class XMLUtil {
//该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象，可以通过参数的不同返回不同类名节点所对应的实例
public static Object getBean(int i) {
try {
//创建文档对象
DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder();
Document doc;
doc = builder.parse(new File("config.xml"));
//获取包含类名的文本节点
NodeList nl = doc.getElementsByTagName("className");
Node classNode = null;
if (0 == i) {
classNode = nl.item(0).getFirstChild();
}
else {
classNode = nl.item(1).getFirstChild();
}
String cName = classNode.getNodeValue();
//通过类名生成实例对象并将其返回
Class c = Class.forName(cName);
Object obj = c.newInstance();
return obj;
}
catch(Exception e){
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
配置文件config.xml中存储了具体建造者类的类名，代码如下所示：
<?xml version="1.0"?>
<config>
<className>HelpCommand</className>
<className>MinimizeCommand</className>
</config>
编写如下客户端测试代码：
class Client {
public static void main(String args[]) {
FBSettingWindow fbsw = new FBSettingWindow("功能键设置");
FunctionButton fb1,fb2;
fb1 = new FunctionButton("功能键1");
fb2 = new FunctionButton("功能键1");
Command command1,command2;
//通过读取配置文件和反射生成具体命令对象
command1 = (Command)XMLUtil.getBean(0);
command2 = (Command)XMLUtil.getBean(1);
//将命令对象注入功能键
fb1.setCommand(command1);
fb2.setCommand(command2);
fbsw.addFunctionButton(fb1);
fbsw.addFunctionButton(fb2);
fbsw.display();
//调用功能键的业务方法
fb1.onClick();
fb2.onClick();
}
}
编译并运行程序，输出结果如下：
显示窗口：功能键设置
显示功能键：
功能键1
功能键1
------------------------------
点击功能键：显示帮助文档！
点击功能键：将窗口最小化至托盘！
如果需要修改功能键的功能，例如某个功能键可以实现“自动截屏”，只需要对应增加一个新的具体命令类，在该命令类与屏幕处理者(ScreenHandler)之间创建一个关联关系，然后将该具体命令类的对象通过配置文件注入到某个功能键即可，原有代码无须修改，符合“开闭原则”。在此过程中，每一个具体命令类对应一个请求的处理者（接收者），通过向请求发送者注入不同的具体命令对象可以使得相同的发送者对应不同的接收者，从而实现“将一个请求封装为一个对象，用不同的请求对客户进行参数化”，客户端只需要将具体命令对象作为参数注入请求发送者，无须直接操作请求的接收者。
命令模式是一种使用频率非常高的设计模式，它可以将请求发送者与接收者解耦，请求发送者通过命令对象来间接引用请求接收者，使得系统具有更好的灵活性和可扩展性。在基于GUI的软件开发，无论是在电脑桌面应用还是在移动应用中，命令模式都得到了广泛的应用。
1.主要优点
- 降低系统的耦合度。由于请求者与接收者之间不存在直接引用，因此请求者与接收者之间实现完全解耦，相同的请求者可以对应不同的接收者，同样，相同的接收者也可以供不同的请求者使用，两者之间具有良好的独立性。
- 新的命令可以很容易地加入到系统中。由于增加新的具体命令类不会影响到其他类，因此增加新的具体命令类很容易，无须修改原有系统源代码，甚至客户类代码，满足“开闭原则”的要求。
- 可以比较容易地设计一个命令队列或宏命令（组合命令）。
- 为请求的撤销(Undo)和恢复(Redo)操作提供了一种设计和实现方案。
2.主要缺点
使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个对请求接收者的调用操作都需要设计一个具体命令类，因此在某些系统中可能需要提供大量的具体命令类，这将影响命令模式的使用。
3.适用场景
- 系统需要将请求调用者和请求接收者解耦，使得调用者和接收者不直接交互。请求调用者无须知道接收者的存在，也无须知道接收者是谁，接收者也无须关心何时被调用。
- 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。一个命令对象和请求的初始调用者可以有不同的生命期，换言之，最初的请求发出者可能已经不在了，而命令对象本身仍然是活动的，可以通过该命令对象去调用请求接收者，而无须关心请求调用者的存在性，可以通过请求日志文件等机制来具体实现。
- 系统需要支持命令的撤销(Undo)操作和恢复(Redo)操作。
- 系统需要将一组操作组合在一起形成宏命令。