在软件设计中，我们常常需要向某些对象发送请求，但并不清楚请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作具体是什么。我们只需要在程序运行时指定具体的请求接收者即可。这种情况下，可以采用命令模式来设计，使得请求发送者与请求接收者之间的耦合关系得以解除，让对象之间的调用关系更加灵活。
命令模式可以将发送者和接收者完全解耦，发送者与接收者之间没有直接的引用关系。发送请求的对象只需要知道如何发送请求，而不必了解如何完成请求。这就是命令模式的核心动机。
命令模式（Command Pattern）将一个请求封装成一个对象，从而使我们可以用不同的请求对客户进行参数化；对请求进行排队或者记录请求日志，并支持可撤销的操作。命令模式是一种对象行为型模式，也被称为动作模式或事务模式。
命令模式的组成结构包括以下角色：
- Command：抽象命令类
- ConcreteCommand：具体命令类
- Invoker：调用者
- Receiver：接收者
- Client：客户类
命令模式的时序图如下：
让我们通过一个实际的例子来理解命令模式的应用。我们假设要为文件系统程序提供打开、写入和关闭文件的方法。该文件系统程序应支持多种操作系统，如Windows和Unix。
首先，我们需要创建实际执行所有工作的接收者类。我们定义
FileSystemReceiver接口及其实现类，用于不同操作系统的风格，例如Windows、Unix、Solaris等。
接收者类如下：
package com.mushuwei.design.command;
public interface FileSystemReceiver {
void openFile();
void writeFile();
void closeFile();
}为简单起见，我创建了两种类型的接收者类，分别用于Unix和Windows系统。
package com.mushuwei.design.command;
public class UnixFileSystemReceiver implements FileSystemReceiver {
@Override
public void openFile() {
System.out.println("Opening file in unix OS");
}
@Override
public void writeFile() {
System.out.println("Writing file in unix OS");
}
@Override
public void closeFile() {
System.out.println("Closing file in unix OS");
}
}package com.mushuwei.design.command;
public class WindowsFileSystemReceiver implements FileSystemReceiver {
@Override
public void openFile() {
System.out.println("Opening file in Windows OS");
}
@Override
public void writeFile() {
System.out.println("Writing file in Windows OS");
}
@Override
public void closeFile() {
System.out.println("Closing file in Windows OS");
}
}接下来，我们创建命令接口和实现：
package com.journaldev.design.command;
public interface Command {
void execute();
}我们需要为接收者执行的所有不同类型的动作创建实现。由于我们有三个动作，因此我们将创建三个Command实现。每个Command实现都会将请求转发到适当的接收方方法。
package com.journaldev.design.command;
public class OpenFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public OpenFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
//open command is forwarding request to openFile method
this.fileSystem.openFile();
}
}package com.journaldev.design.command;
public class CloseFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public CloseFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
this.fileSystem.closeFile();
}
}package com.journaldev.design.command;
public class WriteFileCommand implements Command {
private FileSystemReceiver fileSystem;
public WriteFileCommand(FileSystemReceiver fs){
this.fileSystem=fs;
}
@Override
public void execute() {
this.fileSystem.writeFile();
}
}现在我们已经准备好接收者和命令实现，因此可以开始实现调用程序类了。
调用者类
Invoker是一个简单的类，它封装Command，并将请求传递给Command对象以对其进行处理。
package com.journaldev.design.command;
public class FileInvoker {
public Command command;
public FileInvoker(Command c){
this.command=c;
}
public void execute(){
this.command.execute();
}
}我们的文件系统程序实现已准备就绪，我们可以继续编写简单的命令模式客户端程序。但在此之前，我将提供一种程序方法来创建适当的
FileSystemReceiver对象。
因为我们可以使用System类来获取操作系统信息，我们将使用此类，当然我们也可以使用Factory模式来基于输入返回适当的类型。
package com.journaldev.design.command;
public class FileSystemReceiverUtil {
public static FileSystemReceiver getUnderlyingFileSystem(){
String osName = System.getProperty("os.name");
System.out.println("Underlying OS is:"+osName);
if(osName.contains("Windows")){
return new WindowsFileSystemReceiver();
}else{
return new UnixFileSystemReceiver();
}
}
}现在我们开始为文件系统程序结合命令模式来创建客户端程序了。
package com.journaldev.design.command;
public class FileSystemClient {
public static void main(String[] args) {
//创建接收器类
FileSystemReceiver fs = FileSystemReceiverUtil.getUnderlyingFileSystem();
//创建命令并和接收器进行关联
OpenFileCommand openFileCommand = new OpenFileCommand(fs);
//创建调用者类和命令进行关联
FileInvoker file = new FileInvoker(openFileCommand);
//在调用者类中执行动作
file.execute();
WriteFileCommand writeFileCommand = new WriteFileCommand(fs);
file = new FileInvoker(writeFileCommand);
file.execute();
CloseFileCommand closeFileCommand = new CloseFileCommand(fs);
file = new FileInvoker(closeFileCommand);
file.execute();
}
}注意，客户端负责创建适当类型的命令对象。例如，如果要打开文件，则不应创建
CloseFileCommand对象。
客户端程序还负责将接收方附加到命令，然后将命令附加到调用方类。
演示上面的命令模式示例程序的输出为：
Underlying OS is:Mac OS X Opening file in unix OS Writing file in unix OS Closing file in unix OS
命令模式的本质是对命令进行封装，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，更不必知道请求是怎么被接收，以及操作是否被执行、何时被执行，以及是怎么被执行的。命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。命令模式的关键在于引入了抽象命令接口，且发送者针对抽象命令接口编程，只有实现了抽象命令接口的具体命令才能与接收者相关联。
命令模式的优点：
- 降低系统的耦合度。
- 新的命令可以很容易地加入到系统中。
- 可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令（组合命令）。
- 可以方便地实现对请求的Undo和Redo。
命令模式的缺点：
- 使用命令模式可能会导致某些系统有过多的具体命令类。因为针对每一个命令都需要设计一个具体命令类，因此某些系统可能需要大量具体命令类，这将影响命令模式的使用。
适用环境：
- 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。
- 系统需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求。
- 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，即支持宏命令。
总结：
在命令模式中，将一个请求封装为一个对象，从而使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，其别名为动作模式或事务模式。命令模式包含四个角色：抽象命令类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；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；调用者即请求的发送者，又称为请求者，它通过命令对象来执行请求；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命令进行封装，将发出命令的责任和执行命令的责任分割开。命令模式使请求本身成为一个对象，这个对象和其他对象一样可以被存储和传递。命令模式的主要优点在于降低系统的耦合度，增加新的命令很方便，而且可以比较容易地设计一个命令队列和宏命令，并方便地实现对请求的撤销和恢复；其主要缺点在于可能会导致某些系统有过多的具体命令类。命令模式适用情况包括：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；需要在不同的时间指定请求、将请求排队和执行请求；需要支持命令的撤销操作和恢复操作，需要将一组操作组合在一起，即支持宏命令。
