Java進階篇設計模式之八 ----- 責任鏈模式和命令模式

虛無境發表於2018-10-15

前言

上一篇中我們學習了結構型模式的享元模式和代理模式。本篇則來學習下行為型模式的兩個模式, 責任鏈模式(Chain of Responsibility Pattern)和命令模式(Command Pattern)。

責任鏈模式

簡介

責任鏈模式顧名思義,就是為請求建立了一個接收者物件的鏈。這種模式給予請求的型別,對請求的傳送者和接收者進行解耦。這種型別的設計模式屬於行為型模式。在這種模式中,通常每個接收者都包含對另一個接收者的引用。如果一個物件不能處理該請求,那麼它會把相同的請求傳給下一個接收者,依此類推。

簡單的理解的話就是進行層級處理。生活中比較常見的是請假、出差、加薪等申請等等,而工作中比較常見的就是攔截器和過濾器。如果請假申請是用以前的那種方式,發起者需要和每個負責人進行申請,會比較麻煩,但是現在一般是走OA流程,只需發起一個OA申請即可。這也是一種 這種就是典型的責任鏈模式,發起者只需將請求請求傳送到職責鏈上即可,無需關心處理細節和請求的傳遞。

責任鏈模式主要由這三個角色組成,請求接收者介面(Handler)、請求實現者類(ConcreteHandler)和請求傳送者(Client)。

  • 請求接收者介面:定義可以處理客戶端請求事項的介面,包含“可連結下一個同樣能處理請求”的物件引用。
  • 請求實現者類:實現請求處理介面,並判斷物件本身是否能夠處理本次請求,如果不能完成請求,則交由後繼者來處理。
  • 請求傳送者:將請求傳送給第一個接收者物件,並等待請求的回覆。

這裡為了方便理解,我們使用一個簡單的示例來加以說明。 在某公司的某個部門中,為了活躍部門氣氛,主管便徵求部門成員的意見,於是部門的成員踴躍提出建議,最終,主管採納了 xuwujing 提倡的建議,並將此建議進行上報,申請活動經費。 那麼我們便可以根據這裡例子來使用責任鏈模式進行開發,首先加速有三級的領導,他們有個共同的特性,就是可以處理各自級別的事情,那麼我們便可以定義一個領導的抽象類,並定義一個抽象方法可以處理事情,並設定一個級別的引數,那麼這個抽象類的程式碼如下:


abstract class Learder{

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

複製程式碼

定義好該抽象類之後,我們需要設計不同的領導進行不同的處理,但是這些領導需要有個處理的能力,並且還要根據各自不同的許可權進行處理,如果能夠處理,到此流程就結束了,否則無法處理則轉交給上級進行處理。 那麼程式碼如下:

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) {
   	//如果級別在自己的處理範圍之內
   	if(level>1){
   		System.out.println("主管同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
   	}else{
   		System.out.println("主管未能處理  "+name+"所述的<"+something+">事情!轉交給上級!");
   		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;
   	//如果級別在自己的處理範圍之內
   	if(level>0){
   		//這就就直接設定同意了
   		if(flag){
   			System.out.println("部門經理同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
   		}else{
   			System.out.println("部門經理不同意  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
   		}
   	}else{
   		System.out.println("部門經理未能處理  "+name+"所述的<"+something+">事情!轉交給上級!");
   		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;
   	//如果級別在自己的處理範圍之內
   	if(level>-1){
   		//這就就直接設定不同意了
   		if(flag){
   			System.out.println("總經理同意了  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
   		}else{
   			System.out.println("總經理不同意  "+name+"所述的<"+something+">事情!");
   		}
   		
   	}else{
   		System.out.println("總經理未能處理  "+name+"所述的<"+something+">事情!轉交給上級!");
   		getLearder().handler(level);
   	}
   }
}

複製程式碼

最後我們再來根據所需要走的流程來進行程式碼測試。由於在編寫請求類時,我們並未指定誰是誰的上級,所以這裡我們需要指定上下級關係,讓流程能夠走下去。指定上級之後,我們再來設定處理該事件的級別,最後再來進行執行。 那麼測試程式碼如下:


public static void main(String[] args) {
   	String name = "xuwujing";
   	String something = "去聚餐";
   	String something2 = "去旅遊";
   	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);

}

複製程式碼

輸出結果:


		主管未能處理  xuwujing所述的<去聚餐>事情!轉交給上級!
		部門經理同意了  xuwujing所述的<去聚餐>事情!
		主管未能處理  xuwujing所述的<去旅遊>事情!轉交給上級!
		部門經理未能處理  xuwujing所述的<去旅遊>事情!轉交給上級!
		總經理不同意  xuwujing所述的<去旅遊>事情!
複製程式碼

責任鏈模式優點:

耦合度低,請求者和執行者並沒有必然的聯絡; 靈活度高,可以通過內部成員來進行更改它們執行的次序; 擴充套件性好,Handler的子類擴充套件非常方便。

責任鏈模式缺點:

會在某程度上降低程式的效能,設定不當的話可能會出現迴圈呼叫。 在鏈過長時,會降低程式碼的閱讀性以及增加程式碼的複雜度。

使用場景:

需要動態指定處理某一組請求時,在不確定接受者的的情況下,向多個物件傳送請求時。

注意事項:

雖然責任鏈模式很靈活,但是犧牲的是一定的效能,因為責任鏈模式是層級處理,在處理資料的有一定的延遲,所所以需要低延遲的情況下,不推薦使用責任鏈模式。

命令模式

簡介

命令模式顧名思義,是一種資料驅動的設計模式,它屬於行為型模式。請求以命令的形式包裹在物件中,並傳給呼叫物件。呼叫物件尋找可以處理該命令的合適的物件,並把該命令傳給相應的物件,該物件執行命令。 也就是將一個請求封裝成一個物件,從而可以用不同的請求對客戶進行引數化。

命令模式主要由這三個角色組成,命令物件(command)、命令執行物件(received)和命令請求物件(invoker)。

  • 命令物件:通過介面或抽象類宣告實現的方法。
  • 命令執行物件:實現命令物件的方法,並將一個接收者和動作進行繫結,呼叫接收者相應的操作。
  • 命令請求物件:用於執行這個請求,可以動態的對命令進行控制。

這裡我們依舊用一個簡單的示例來進行說明。 在某個學校中,學生需要聽從老師的命令,比如老師可以讓學生去打掃教室衛生,去完成未做完的作業等等命令,但是學生的時間有限,只能在某個時間範圍內完成某一件事情,此時剛好有兩個老師對學生 xuwujing 說出了命令,李老師先讓 xuwujing 在放學後打掃教室,王老師讓 xuwujing 在回家前把未做完的作業做完並交給他,但是學校的門禁的時間有限,於是 xuwujing 就只 打掃了教室,然後開溜了。。。 那麼根據這個示例,我們可以使用命令模式來完成。 首先,先定義一個學生類,並指定該學生可以做的事情。 程式碼如下:


class Student{
	void cleanClassRoom(String name){
		System.out.println(name+" 開始打掃教室...");
	}
	void doHomeWork(String name){
		System.out.println(name+" 開始做作業...");
	}
}
複製程式碼

然後定義一個 命令抽象類,並設定執行的方法。


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

繼而再定義兩個命令執行物件,分別設定所需執行的命令。


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);
	}
}
複製程式碼

最後再來定義一個命令請求物件,用於執行該請求,並對命令進行控制,比如新增命令、撤銷命令和執行命令等等。 那麼程式碼如下:


class Invoker {
	private List<Command> commands = new ArrayList<Command>();
	
	public void setCommand(Command command) {
		if(commands.size()>0) {
			System.out.println("不執行 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("撤銷該命令!");
	}	
}

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最後再來進行程式碼的測試。 測試程式碼如下:


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);
	}
複製程式碼

輸出結果:

不執行 WangTeacher 的命令!
xuwujing 開始打掃教室...
複製程式碼

命令模式優點:

耦合度低,請求者和執行者並沒有必然的聯絡; 擴充套件性好,Command的子類可以非常容易地擴充套件。

命令模式缺點:

如果命令過多的話,會增加系統的複雜度 。

使用場景:

如果在有類似命令需要指定的,就可以用命令模式,比如記錄日誌、撤銷操作命令等。

其它

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專案的程式碼

java-study 是本人在學習Java過程中記錄的一些程式碼,也包括之前博文中使用的程式碼。如果感覺不錯,希望順手給個start,當然如果有不足,也希望提出。 github地址: github.com/xuwujing/ja…

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