3.5 队列请求##
所谓队列请求，就是对命令对象进行排队，组成工作队列，然后依次取出命令对象来执行。多用多线程或者线程池来进行命令队列的处理，当然也可以不用多线程，就是一个线程，一个命令一个命令的循环处理，就是慢点。
继续宏命令的例子，其实在后厨，会收到很多很多的菜单，一般是按照菜单传递到后厨的先后顺序来进行处理，对每张菜单，假定也是按照菜品的先后顺序进行制作，那么在后厨就自然形成了一个菜品的队列，也就是很多个用户的命令对象的队列。
后厨有很多厨师，每个厨师都从这个命令队列里面取出一个命令，然后按照命令做出菜来，就相当于多个线程在同时处理一个队列请求。
因此后厨就是一个很典型的队列请求的例子。
提示一点：后厨的厨师与命令队列之间是没有任何关联的，也就是说是完全解耦的。命令队列是客户发出的命令，厨师只是负责从队列里面取出一个，处理，然后再取下一个，再处理，仅此而已，厨师不知道也不管客户是谁。
- 如何实现命令模式的队列请求
（1）先从命令接口开始，除了execute方法外，新加了一个返回发出命令的桌号，就是点菜的桌号，还有一个是为命令对象设置接收者的方法，也把它添加到接口上，这个是为了后面多线程处理的时候方便使用。示例代码如下：
/**
* 命令接口，声明执行的操作
*/
public interface Command {
/**
* 执行命令对应的操作
*/
public void execute();
/**
* 设置命令的接收者
* @param cookApi 命令的接收者
*/
public void setCookApi(CookApi cookApi);
/**
* 返回发起请求的桌号，就是点菜的桌号
* @return 发起请求的桌号
*/
public int getTableNum();
}
（2）厨师的接口也发生了一点变化，在cook的方法上添加了发出命令的桌号，这样在多线程输出信息的时候，才知道到底是在给哪个桌做菜，示例代码如下：
/**
* 厨师的接口
*/
public interface CookApi {
/**
* 示意，做菜的方法
* @param tableNum 点菜的桌号
* @param name 菜名
*/
public void cook(int tableNum,String name);
}
** (3）开始来实现命令接口，为了简单，这次只有热菜，因为要做工作都在后厨的命令队列里面，因此凉菜就不要了，示例代码如下：**
/**
* 命令对象，绿豆排骨煲
*/
public class ChopCommand implements Command{
/**
* 持有具体做菜的厨师的对象
*/
private CookApi cookApi = null;
/**
* 设置具体做菜的厨师的对象
* @param cookApi 具体做菜的厨师的对象
*/
public void setCookApi(CookApi cookApi) {
this.cookApi = cookApi;
}
/**
* 点菜的桌号
*/
private int tableNum;
/**
* 构造方法，传入点菜的桌号
* @param tableNum 点菜的桌号
*/
public ChopCommand(int tableNum){
this.tableNum = tableNum;
}
public int getTableNum(){
return this.tableNum;
}
public void execute() {
this.cookApi.cook(tableNum,"绿豆排骨煲");
}
}
（4）接下来构建很重要的命令对象的队列，其实也不是有多难，多个命令对象嘛，用个集合来存储就好了，然后按照放入的顺序，先进先出即可。
/**
* 命令队列类
*/
public class CommandQueue {
/**
* 用来存储命令对象的队列
*/
private static List<Command> cmds = new ArrayList<Command>();
/**
* 服务员传过来一个新的菜单，需要同步，
* 因为同时会有很多的服务员传入菜单，而同时又有很多厨师在从队列里取值
* @param menu 传入的菜单
*/
public synchronized static void addMenu(MenuCommand menu){
//一个菜单对象包含很多命令对象
for(Command cmd : menu.getCommands()){
cmds.add(cmd);
}
}
/**
* 厨师从命令队列里面获取命令对象进行处理，也是需要同步的
*/
public synchronized static Command getOneCommand(){
Command cmd = null;
if(cmds.size() > 0 ){
//取出队列的第一个，因为是约定的按照加入的先后来处理
cmd = cmds.get(0);
//同时从队列里面取掉这个命令对象
cmds.remove(0);
}
return cmd;
}
}
提示：这里并没有考虑一些复杂的情况，比如：如果命令队列里面没有命令，而厨师又来获取命令怎么办？这里只是做一个基本的示范，并不是完整的实现，所以这里就没有去处理这些问题了，当然出现这种问题，就需要使用wait/notify来进行线程调度了。
（5）有了命令队列，谁来向这个队列里面传入命令呢？
很明显是服务员，当客户点菜完成，服务员就会执行菜单，现在执行菜单就相当于把菜单直接传递给后厨，也就是要把菜单里的所有命令对象加入到命令队列里面。因此菜单对象的实现需要改变，示例代码如下：
/**
* 菜单对象，是个宏命令对象
*/
public class MenuCommand implements Command {
/**
* 用来记录组合本菜单的多道菜品，也就是多个命令对象
*/
private Collection<Command> col = new ArrayList<Command>();
/**
* 点菜，把菜品加入到菜单中
* @param cmd 客户点的菜
*/
public void addCommand(Command cmd){
col.add(cmd);
}
public void setCookApi(CookApi cookApi){
//什么都不用做
}
public int getTableNum(){
//什么都不用做
return 0;
}
/**
* 获取菜单中的多个命令对象
* @return 菜单中的多个命令对象
*/
public Collection<Command> getCommands(){
return this.col;
}
public void execute() {
//执行菜单就是把菜单传递给后厨
CommandQueue.addMenu(this);
}
}
（6）现在有了命令队列，也有人负责向队列里面添加命令了，可是谁来执行命令队列里面的命令呢？
答案是：由厨师从命令队列里面获取命令，并真正处理命令，而且厨师在处理命令前会把自己设置到命令对象里面去当接收者，表示这个菜由我来实际做。
厨师对象的实现，大致有如下的改变：
为了更好的体现命令队列的用法，再说实际情况也是多个厨师，这里用多线程来模拟多个厨师，他们自己从命令队列里面获取命令，然后处理命令，然后再获取下一个，如此反复，因此厨师类要实现多线程接口。
还有一个改变，为了在多线程中输出信息，让我们知道是哪一个厨师在执行命令，给厨师添加了一个姓名的属性，通过构造方法传入。
另外一个改变是为了在多线程中看出效果，在厨师真正做菜的方法里面使用随机数模拟了一个做菜的时间。
好了，介绍完了改变的地方，一起看看代码吧，示例代码如下：
/**
* 厨师对象，做热菜的厨师
*/
public class HotCook implements CookApi,Runnable{
/**
* 厨师姓名
*/
private String name;
/**
* 构造方法，传入厨师姓名
* @param name 厨师姓名
*/
public HotCook(String name){
this.name = name;
}
public void cook(int tableNum,String name) {
//每次做菜的时间是不一定的，用个随机数来模拟一下
int cookTime = (int)(20 * Math.random());
System.out.println(this.name+"厨师正在为"+tableNum+"号桌做："+name);
try {
//让线程休息这么长时间，表示正在做菜
Thread.sleep(cookTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(this.name+"厨师为"+tableNum+"号桌做好了："+name+",共计耗时="+cookTime+"秒");
}
public void run() {
while(true){
//到命令队列里面获取命令对象
Command cmd = CommandQueue.getOneCommand();
if(cmd != null){
//说明取到命令对象了，这个命令对象还没有设置接收者
//因为前面都还不知道到底哪一个厨师来真正执行这个命令
//现在知道了，就是当前厨师实例，设置到命令对象里面
cmd.setCookApi(this);
//然后真正执行这个命令
cmd.execute();
}
//休息1秒
try {
Thread.sleep(1000L);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
(7）该来看看服务员类了，由于现在考虑了后厨的管理，因此从实际来看，这次服务员也不知道到底命令的真正接收者是谁了，也就是说服务员也不知道某个菜到底最后由哪一位厨师完成，所以服务员类就简单了。
组装命令对象和接收者的功能后移到厨师类的线程里面了，当某个厨师从命令队列里面获取一个命令对象的时候，这个厨师就是这个命令的真正接收者。
/**
* 服务员，负责组合菜单,还负责执行调用
*/
public class Waiter {
/**
* 持有一个宏命令对象——菜单
*/
private MenuCommand menuCommand = new MenuCommand();
/**
* 客户点菜
* @param cmd 客户点的菜，每道菜是一个命令对象
*/
public void orderDish(Command cmd){
//添加到菜单中
menuCommand.addCommand(cmd);
}
/**
* 客户点菜完毕，表示要执行命令了，这里就是执行菜单这个组合命令
*/
public void orderOver(){
this.menuCommand.execute();
}
}
（8）在见到曙光之前，还有一个问题要解决，就是谁来启动多线程的厨师呢？
为了实现后厨的管理，为此专门定义一个后厨管理的类，在这个类里面去启动多个厨师的线程。而且这种启动在运行期间应该只有一次。示例代码如下：
/**
* 后厨的管理类，通过此类让后厨的厨师进行运行状态
*/
public class CookManager {
/**
* 用来控制是否需要创建厨师，如果已经创建过了就不要再执行了
*/
private static boolean runFlag = false;
/**
* 运行厨师管理，创建厨师对象并启动他们相应的线程，
* 无论运行多少次，创建厨师对象和启动线程的工作就只做一次
*/
public static void runCookManager(){
if(!runFlag){
runFlag = true;
//创建三位厨师
HotCook cook1 = new HotCook("张三");
HotCook cook2 = new HotCook("李四");
HotCook cook3 = new HotCook("王五");
//启动他们的线程
Thread t1 = new Thread(cook1);
t1.start();
Thread t2 = new Thread(cook2);
t2.start();
Thread t3 = new Thread(cook3);
t3.start();
}
}
}
（9）曙光来临了，写个客户端测试测试，示例代码如下：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//先要启动后台，让整个程序运行起来
CookManager.runCookManager();
//为了简单，直接用循环模拟多个桌号点菜
for(int i = 0;i<5;i++){
//创建服务员
Waiter waiter = new Waiter();
//创建命令对象，就是要点的菜
Command chop = new ChopCommand(i);
Command duck = new DuckCommand(i);
//点菜，就是把这些菜让服务员记录下来
waiter.orderDish(chop);
waiter.orderDish(duck);
//点菜完毕
waiter.orderOver();
}
}
}
（10）运行一下，看看效果，可能每次运行的效果不一样，毕竟是使用多线程在处理请求队列，某次运行的结果如下：
Paste_Image.png
好好观察上面的数据，在多线程环境下，虽然保障了命令对象取出的顺序是先进先出，但是究竟是哪一个厨师来做，还有具体做多长时间都是不定的。
3.7 命令模式的优缺点##
- 更松散的耦合
命令模式使得发起命令的对象——客户端，和具体实现命令的对象——接收者对象完全解耦，也就是说发起命令的对象，完全不知道具体实现对象是谁，也不知道如何实现。
- 更动态的控制
命令模式把请求封装起来，可以动态对它进行参数化、队列化和日志化等操作，从而使得系统更灵活。
- 能很自然的复合命令
命令模式中的命令对象，能够很容易的组合成为复合命令，就是前面讲的宏命令，从而使系统操作更简单，功能更强大。
- 更好的扩展性
由于发起命令的对象和具体的实现完全解耦，因此扩展新的命令就很容易，只需要实现新的命令对象，然后在装配的时候，把具体的实现对象设置到命令对象里面，然后就可以使用这个命令对象，已有的实现完全不用变化。
3.8 思考命令模式##
- 命令模式的本质
命令模式的本质：封装请求。
前面讲了，命令模式的关键就是把请求封装成为命令对象，然后就可以对这个对象进行一系列的处理了，比如上面讲到的参数化配置、可撤销操作、宏命令、队列请求、日志请求等功能处理。
- 何时选用命令模式
建议在如下情况中，选用命令模式：
如果需要抽象出需要执行的动作，并参数化这些对象，可以选用命令模式，把这些需要执行的动作抽象成为命令，然后实现命令的参数化配置
如果需要在不同的时刻指定、排列和执行请求，可以选用命令模式，把这些请求封装成为命令对象，然后实现把请求队列化
如果需要支持取消操作，可以选用命令模式，通过管理命令对象，能很容易的实现命令的恢复和重做的功能
如果需要支持当系统崩溃时，能把对系统的操作功能重新执行一遍，可以选用命令模式，把这些操作功能的请求封装成命令对象，然后实现日志命令，就可以在系统恢复回来后，通过日志获取命令列表，从而重新执行一遍功能
在需要事务的系统中，可以选用命令模式，命令模式提供了对事务进行建模的方法，命令模式有一个别名就是Transaction。
3.9 退化的命令模式##
在领会了命令模式本质后，来思考一个命令模式退化的情况。
前面讲到了智能命令，如果命令的实现对象超级智能，实现了命令所要求的功能，那么就不需要接收者了，既然没有了接收者，那么也就不需要组装者了。
- 举个最简单的示例来说明
比如现在要实现一个打印服务，由于非常简单，所以基本上就没有什么讲述，依次来看，命令接口定义如下：
public interface Command {
public void execute();
}
命令的实现示例代码如下：
public class PrintService implements Command{
/**
* 要输出的内容
*/
private String str = "";
/**
* 构造方法，传入要输出的内容
* @param s 要输出的内容
*/
public PrintService(String s){
str = s;
}
public void execute() {
//智能的体现，自己知道怎么实现命令所要求的功能，并真的实现了相应的功能，不再转调接收者了
System.out.println("打印的内容为="+str);
}
}
此时的Invoker示例代码如下：
public class Invoker {
/**
* 持有命令对象
*/
private Command cmd = null;
/**
* 设置命令对象
* @param cmd 命令对象
*/
public void setCmd(Command cmd){
this.cmd = cmd;
}
/**
* 开始打印
*/
public void startPrint(){
//执行命令的功能
this.cmd.execute();
}
}
最后看看客户端的代码，示例如下：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//准备要发出的命令
Command cmd = new PrintService("退化的命令模式示例");
//设置命令给持有者
Invoker invoker = new Invoker();
invoker.setCmd(cmd);
//按下按钮，真正启动执行命令
invoker.startPrint();
}
}
测试结果如下：
打印的内容为=退化的命令模式示例
- 继续变化
如果此时继续变化，Invoker也开始变得智能化，在Invoker的startPrint方法里面，Invoker加入了一些实现，同时Invoker对持有命令也有意见，觉得自己是个傀儡，要求改变一下，直接在调用方法的时候传递命令对象进来，示例代码如下：
public class Invoker {
public void startPrint(Command cmd){
System.out.println("在Invoker中，输出服务前");
cmd.execute();
System.out.println("输出服务结束");
}
}
看起来Invoker退化成一个方法了。
这个时候Invoker很高兴，宣称自己是一个智能的服务，不再是一个傻傻的转调者，而是有自己功能的服务了。这个时候Invoker调用命令对象的执行方法，也不叫转调，改名叫“回调”，意思是在我Invoker需要的时候，会回调你命令对象，命令对象你就乖乖的写好实现，等我“回调”你就可以了。
事实上这个时候的命令模式的实现，基本上就等同于Java回调机制的实现，可能有些朋友看起来感觉还不是佷像，那是因为在Java回调机制的常见实现上，经常没有单独的接口实现类，而是采用匿名内部类的方式来实现的。
- 再进一步
把单独实现命令接口的类改成用匿名内部类实现，这个时候就只剩下命令的接口、Invoker类，还有客户端了。
为了使用匿名内部类，还要设置要输出的值，对命令接口做点小改动，增加一个设置输出值的方法，示例代码如下：
public interface Command {
public void execute();
/**
* 设置要输出的内容
* @param s 要输出的内容
*/
public void setStr(String s);
}
此时Invoker就是上面那个，而客户端会有些改变，客户端的示例代码如下：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//准备要发出的命令，没有具体实现类了
//匿名内部类来实现命令
Command cmd = new Command() {
private String str = "";
public void setStr(String s) {
str = s;
}
public void execute() {
System.out.println("打印的内容为="+str);
}
};
cmd.setStr("退化的命令模式类似于Java回调的示例");
//这个时候的Invoker或许该称为服务了
Invoker invoker = new Invoker();
//按下按钮，真正启动执行命令
invoker.startPrint(cmd);
}
}
运行测试一下，结果如下：
在Invoker中，输出服务前
打印的内容为=退化的命令模式类似于Java回调的示例
输出服务结束
- 现在是不是看出来了，
这个时候的命令模式的实现，基本上就等同于Java回调机制的实现。这也是很多人大谈特谈命令模式可以实现Java回调的意思。
当然更狠的是连Invoker也不要了，直接把那个方法搬到Client中，那样测试起来就更方便了。在实际开发中，应用命令模式来实现回调机制的时候，Invoker通常还是有的，但可以智能化实现，更准确的说Invoker充当客户调用的服务实现，而回调的方法只是实现服务功能中的一个或者几个步骤。
3.10 相关模式##
- 命令模式和组合模式
这两个模式可以组合使用。
在命令模式中，实现宏命令的功能，就可以使用组合模式来实现。前面的示例并没有按照组合模式来做，那是为了保持示例的简单，还有突出命令模式的实现，这点请注意。
- 命令模式和备忘录模式
这两个模式可以组合使用。
在命令模式中，实现可撤销操作功能时，前面讲了有两种实现方式，其中有一种就是保存命令执行前的状态，撤销的时候就把状态恢复回去。如果采用这种方式实现，就可以考虑使用备忘录模式。
如果状态存储在命令对象里面，那么还可以使用原型模式，把命令对象当作原型来克隆一个新的对象，然后把克隆出来的对象通过备忘录模式存放。
- 命令模式和模板方法模式
这两个模式从某种意义上有相似的功能，命令模式可以作为模板方法的一种替代模式，也就是说命令模式可以模仿实现模板方法模式的功能。
如同前面讲述的退化的命令模式可以实现Java的回调，而Invoker智能化后向服务进化，如果Invoker的方法就是一个算法骨架，其中有两步在这个骨架里面没有具体实现，需要外部来实现，这个时候就可以通过回调命令接口来实现。
而类似的功能在模板方法里面，一个算法骨架，其中有两步在这个骨架里面没有具体实现，是先调用抽象方法，然后等待子类来实现。
可以看出虽然实现方式不一样，但是可以实现相同的功能。
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