15.设计模式-COMMAND（命令）

一、模式定义与核心思想

命令模式是一种行为型设计模式，其核心目标是通过将请求封装为独立对象，实现请求发送者与执行者的解耦，支持请求的参数化、队列化、撤销与重做。该模式通过将操作抽象为可存储、传递的对象，赋予系统以下核心能力：

1. 解耦请求与执行：客户端无需知道具体执行逻辑（如餐厅点餐时顾客与厨师的解耦）。
2. 事务管理：支持操作的回滚、重试（如文本编辑器的撤销功能）。
3. 灵活扩展：动态添加新命令，支持宏命令组合（如智能家居的自动化场景）。
4. 异步处理：实现请求的延迟执行与队列调度（如任务队列系统）。

经典场景：

• 文本编辑器的撤销/重做堆栈
• GUI按钮与菜单的事件绑定
• 智能家居的遥控器指令系统
• 分布式系统的命令日志与事务补偿

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二、模式组成与UML类图

核心角色

1. Command（命令接口）：

• • 声明执行操作的统一接口（如execute()、undo()）。

1. ConcreteCommand（具体命令）：

• • 实现命令接口，关联接收者对象（如LightOnCommand封装开灯操作）。

1. Receiver（接收者）：

• • 实际执行业务逻辑的对象（如电灯、数据库连接池）。

1. Invoker（调用者）：

• • 触发命令执行（如遥控器按钮、GUI事件处理器）。

1. Client（客户端）：

• • 组装命令对象与接收者的关系1****8。

UML类图

classDiagram
    class Command {
        <<interface>>
        +execute()
        +undo()
    }

    class ConcreteCommand {
        -receiver: Receiver
        +execute()
        +undo()
    }

    class Receiver {
        +action()
    }

    class Invoker {
        -command: Command
        +setCommand()
        +executeCommand()
    }

    class Client

    Command <|.. ConcreteCommand
    ConcreteCommand --> Receiver
    Invoker --> Command
    Client --> ConcreteCommand
    Client --> Receiver

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三、代码实现示例

场景：实现支持撤销操作的智能家居灯光控制

// 1. 接收者（电灯）
class Light {
    void turnOn() { System.out.println("灯光开启"); }
    void turnOff() { System.out.println("灯光关闭"); }
}

// 2. 命令接口
interface Command {
    void execute();
    void undo();
}

// 3. 具体命令
class LightOnCommand implements Command {
    private Light light;
    public LightOnCommand(Light light) { this.light = light; }

    @Override
    public void execute() { light.turnOn(); }

    @Override
    public void undo() { light.turnOff(); }
}

// 4. 调用者（遥控器）
class RemoteControl {
    private Command command;
    private Stack<Command> history = new Stack<>();

    public void setCommand(Command cmd) { this.command = cmd; }

    public void pressButton() {
        command.execute();
        history.push(command);
    }

    public void pressUndo() {
        if (!history.isEmpty()) {
            Command lastCmd = history.pop();
            lastCmd.undo();
        }
    }
}

// 5. 客户端调用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Light light = new Light();
        Command cmd = new LightOnCommand(light);

        RemoteControl remote = new RemoteControl();
        remote.setCommand(cmd);

        remote.pressButton(); // 开灯
        remote.pressUndo();   // 关灯（撤销）
    }
}

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四、工业级源码应用

1. Java Swing事件处理

• 每个按钮点击事件（ActionListener）本质是命令对象，将GUI操作与业务逻辑解耦。

button.addActionListener(e -> service.doSomething()); // Lambda表达式封装命令

1. Spring框架事务管理

• • @Transactional注解通过AOP生成事务命令对象，封装数据库的commit/rollback操作。

1. MyBatis Mapper接口

• • 动态代理生成Mapper接口的实现类，将SQL执行封装为命令对象。

1. 文本编辑器撤销功能

• • 如IntelliJ IDEA通过UndoManager维护命令栈，支持多级撤销。

1. 游戏引擎技能系统

• • 魔兽世界的技能快捷键绑定命令对象，支持技能队列与取消施法。

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五、模式对比与最佳实践

维度	命令模式	策略模式
关注点	请求封装与生命周期管理	算法替换
核心价值	解耦调用与执行，支持事务	动态切换行为策略
典型场景	撤销/重做、异步队列	支付方式选择、排序算法

最佳实践建议：

1. 轻量化命令对象：避免在命令中存储过多状态（优先使用接收者状态）。
2. 组合命令：通过MacroCommand实现批处理操作。
3. 线程安全：多线程环境下需对命令队列加锁（如BlockingQueue）。

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总结

命令模式通过操作对象化的设计哲学，在GUI框架、事务系统等领域展现出强大的灵活性。其核心价值在于将请求的发起与执行分离，使得系统能够优雅地支持撤销、重做、事务管理等高级特性。开发者应重点把控命令对象的生命周期与状态管理，结合具体场景选择静态代理或动态代理实现方式，从而构建出高扩展、易维护的系统架构。