Java设计模式之八 ----- 责任链模式和命令模式

Posted 2021-02-05 zsq_fengchen

前言

在上一篇中我们学习了结构型模式的享元模式和代理模式。本篇则来学习下行为型模式的两个模式， 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)和命令模式（Command Pattern）。

责任链模式

简介

责任链模式顾名思义，就是为请求创建了一个接收者对象的链。这种模式给予请求的类型，对请求的发送者和接收者进行解耦。这种类型的设计模式属于行为型模式。在这种模式中，通常每个接收者都包含对另一个接收者的引用。如果一个对象不能处理该请求，那么它会把相同的请求传给下一个接收者，依此类推。

简单的理解的话就是进行层级处理。生活中比较常见的是请假、出差、加薪等申请等等，而工作中比较常见的就是拦截器和过滤器。如果请假申请是用以前的那种方式，发起者需要和每个负责人进行申请，会比较麻烦，但是现在一般是走OA流程，只需发起一个OA申请即可。这也是一种 这种就是典型的责任链模式，发起者只需将请求请求发送到职责链上即可，无需关心处理细节和请求的传递。

责任链模式主要由这三个角色组成，请求接收者接口(Handler)、请求实现者类(ConcreteHandler)和请求发送者(Client)。

• 请求接收者接口：定义可以处理客户端请求事项的接口，包含“可链接下一个同样能处理请求”的对象引用。
• 请求实现者类：实现请求处理接口，并判断对象本身是否能够处理本次请求，如果不能完成请求，则交由后继者来处理。
• 请求发送者：将请求发送给第一个接收者对象，并等待请求的回复。

这里为了方便理解，我们使用一个简单的示例来加以说明。
在某公司的某个部门中，为了活跃部门气氛，主管便征求部门成员的意见，于是部门的成员踊跃提出建议，最终，主管采纳了 xuwujing 提倡的建议，并将此建议进行上报，申请活动经费。
那么我们便可以根据这里例子来使用责任链模式进行开发，首先加速有三级的领导，他们有个共同的特性，就是可以处理各自级别的事情，那么我们便可以定义一个领导的抽象类，并定义一个抽象方法可以处理事情，并设置一个级别的参数，那么这个抽象类的代码如下:

abstract class Learder{

   protected Learder learder;
   
   protected void setLearder(Learder learder){
       this.learder=learder;
   }
   
   protected Learder getLearder(){
       return learder;
   }
   
   abstract void handler(int  level);
}

定义好该抽象类之后，我们需要设计不同的领导进行不同的处理，但是这些领导需要有个处理的能力，并且还要根据各自不同的权限进行处理，如果能够处理，到此流程就结束了，否则无法处理则转交给上级进行处理。
那么代码如下:

class Supervisor extends Learder{
    private String name;
    private String something;
    public Supervisor(String name,String something) {
       this.name=name;
       this.something=something;
   }
   
   @Override
   void handler(int level) {
       //如果级别在自己的处理范围之内
       if(level>1){
           System.out.println("主管同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
       }else{
           System.out.println("主管未能处理  "+name+"所述的<"+something+">事情!转交给上级!");
           getLearder().handler(level);
       }
   }
}


class BranchManager extends Learder{
    private String name;
    private String something;
    public BranchManager(String name,String something) {
       this.name=name;
       this.something=something;
   }
   
   @Override
   void handler(int level) {
       boolean flag=true;
       //如果级别在自己的处理范围之内
       if(level>0){
           //这就就直接设置同意了
           if(flag){
               System.out.println("部门经理同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
           }else{
               System.out.println("部门经理不同意  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
           }
       }else{
           System.out.println("部门经理未能处理  "+name+"所述的<"+something+">事情!转交给上级!");
           getLearder().handler(level);
       }
   }
}


class GeneralManager extends Learder{
    private String name;
    private String something;
    public GeneralManager(String name,String something) {
       this.name=name;
       this.something=something;
   }
   
   @Override
   void handler(int level) {
       boolean flag=false;
       //如果级别在自己的处理范围之内
       if(level>-1){
           //这就就直接设置不同意了
           if(flag){
               System.out.println("总经理同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
           }else{
               System.out.println("总经理不同意  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
           }
           
       }else{
           System.out.println("总经理未能处理  "+name+"所述的<"+something+">事情!转交给上级!");
           getLearder().handler(level);
       }
   }
}

最后我们再来根据所需要走的流程来进行代码测试。由于在编写请求类时，我们并未指定谁是谁的上级，所以这里我们需要指定上下级关系，让流程能够走下去。指定上级之后，我们再来设置处理该事件的级别，最后再来进行运行。
那么测试代码如下:

public static void main(String[] args) {
       String name = "xuwujing";
       String something = "去聚餐";
       String something2 = "去旅游";
       Learder learder1 =new Supervisor(name, something);
       Learder learder2 =new BranchManager(name, something);
       Learder learder3 =new GeneralManager(name, something);
       learder1.setLearder(learder2);
       learder2.setLearder(learder3);
       learder1.handler(1);
       
       Learder learder4 =new Supervisor(name, something2);
       Learder learder5 =new BranchManager(name, something2);
       Learder learder6 =new GeneralManager(name, something2);
       learder4.setLearder(learder5);
       learder5.setLearder(learder6);
       learder4.handler(0);

}

输出结果:

        主管未能处理  xuwujing所述的<去聚餐>事情!转交给上级!
        部门经理同意了  xuwujing所述的<去聚餐>事情!
        主管未能处理  xuwujing所述的<去旅游>事情!转交给上级!
        部门经理未能处理  xuwujing所述的<去旅游>事情!转交给上级!
        总经理不同意  xuwujing所述的<去旅游>事情!

责任链模式优点：

耦合度低，请求者和执行者并没有必然的联系；
灵活度高，可以通过内部成员来进行更改它们执行的次序；
扩展性好，Handler的子类扩展非常方便。

责任链模式缺点：

会在某程度上降低程序的性能，设置不当的话可能会出现循环调用。
在链过长时，会降低代码的阅读性以及增加代码的复杂度。

使用场景：

需要动态指定处理某一组请求时，在不确定接受者的的情况下，向多个对象发送请求时。

注意事项：

虽然责任链模式很灵活，但是牺牲的是一定的性能，因为责任链模式是层级处理，在处理数据的有一定的延迟，所所以需要低延迟的情况下，不推荐使用责任链模式。

命令模式

简介

命令模式顾名思义，是一种数据驱动的设计模式，它属于行为型模式。请求以命令的形式包裹在对象中，并传给调用对象。调用对象寻找可以处理该命令的合适的对象，并把该命令传给相应的对象，该对象执行命令。
也就是将一个请求封装成一个对象，从而可以用不同的请求对客户进行参数化。

命令模式主要由这三个角色组成，命令对象(command)、命令执行对象(received)和命令请求对象(invoker)。

• 命令对象：通过接口或抽象类声明实现的方法。
• 命令执行对象：实现命令对象的方法，并将一个接收者和动作进行绑定，调用接收者相应的操作。
• 命令请求对象：用于执行这个请求，可以动态的对命令进行控制。

这里我们依旧用一个简单的示例来进行说明。
在某个学校中，学生需要听从老师的命令，比如老师可以让学生去打扫教室卫生，去完成未做完的作业等等命令，但是学生的时间有限，只能在某个时间范围内完成某一件事情，此时刚好有两个老师对学生 xuwujing 说出了命令，李老师先让 xuwujing 在放学后打扫教室，王老师让 xuwujing 在回家前把未做完的作业做完并交给他，但是学校的门禁的时间有限，于是 xuwujing 就只 打扫了教室，然后开溜了。。。
那么根据这个示例，我们可以使用命令模式来完成。
首先，先定义一个学生类，并指定该学生可以做的事情。
代码如下:

class Student{
    void cleanClassRoom(String name){
        System.out.println(name+" 开始打扫教室...");
    }
    void doHomeWork(String name){
        System.out.println(name+" 开始做作业...");
    }
}

然后定义一个 命令抽象类，并设置执行的方法。

abstract class Command{
    protected Student student;
    public Command(Student student){
        this.student = student;
    }
    abstract void execute(String name);
}

继而再定义两个命令执行对象，分别设置所需执行的命令。

class LiTeacher extends Command{
    public LiTeacher(Student student) {
        super(student);
    }
    @Override
    void execute(String name) {
        student.cleanClassRoom(name);
    }
}

class WangTeacher extends Command{
    public WangTeacher(Student student) {
        super(student);
    }
    @Override
    void execute(String name) {
        student.doHomeWork(name);
    }
}

最后再来定义一个命令请求对象，用于执行该请求，并对命令进行控制，比如新增命令、撤销命令和执行命令等等。
那么代码如下:

class Invoker {
    private List<Command> commands = new ArrayList<Command>();
    
    public void setCommand(Command command) {
        if(commands.size()>0) {
            System.out.println("不执行 WangTeacher 的命令!");
        }else {
            commands.add(command);
        }
    }
    
    public void executeCommand(String name) {
        commands.forEach(command->{
            command.execute(name);
        });
    }
    
    public void undoCommand(Command command) {
        commands.remove(command);
        System.out.println("撤销该命令!");
    }   
}

最后再来进行代码的测试。
测试代码如下:

public static void main(String[] args) {
        String name = "xuwujing";
        Student student = new  Student();
        Command command1 = new LiTeacher(student);
        Command command2 = new WangTeacher(student);
        Invoker invoker =new Invoker();
        invoker.setCommand(command1);
        invoker.setCommand(command2);
        invoker.executeCommand(name);
    }

输出结果:

不执行 WangTeacher 的命令!
xuwujing 开始打扫教室...

命令模式优点：

耦合度低，请求者和执行者并没有必然的联系；
扩展性好，Command的子类可以非常容易地扩展。

命令模式缺点：

如果命令过多的话，会增加系统的复杂度 。

使用场景：

如果在有类似命令需要指定的，就可以用命令模式，比如记录日志、撤销操作命令等。