java tip: 实现command模式
概述
有时需要向对象发送请求，但是不知道 "被请求的操作" 或 "请求的接受者" 的任何信息。在面向过程的程序设计语言中，这类通信是通过回调函数来完成的：在某个地方登记这个函数，然后在后面调用它。在面向对象程序中，command(命令)与回调函数等价，它封装了回调函数。本文演示如何在java中实现command模式。
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设计模式不但可以加速面向对象工程的设计进度，而且可以提高开发小组的产出以及软件的质量。commad模式是一种对象行为模式，它可以对发送者(sender)和接收者(receiver)完全解耦(decoupling)。（"发送者" 是请求操作的对象，"接收者" 是接收请求并执行某操作的对象。有了 "解耦"，发送者对接收者的接口一无所知。）这里，"请求"(request)这个术语指的是要被执行的命令。command模式还让我们可以对 "何时" 以及 "如何" 完成请求进行改变。因此，command模式为我们提供了灵活性和可扩展性。
在象c这样的程序设计语言中，函数指针常被用来消除庞大的switch语句。(参见 "java tip 30: polymorphism and java" 获得更详细的介绍)java没有函数指针，所以我们可以用command模式来实现回调函数。在下面的第一个代码示例testcommand.java中，你将实际看到它是如何实现的。
一些开发者在其它语言中已经习惯于使用函数指针，因而他们往往禁不起诱惑，想以同样的方法使用reflection api的method对象。例如，在 "java reflection" 一文中，paul tremblett介绍了如何使用reflection而不是switch语句来实现事务处理(transaction) (参见 "相关资源" 获得tremblett的文章和sun的reflection教程网址的链接)。我是不会为这样的诱惑所动的。正如sun所指出的：在有其它更贴近于java程序设计语言的工具满足使用要求的情况下，一般不提倡使用reflect api。不使用method对象，程序会更易于调试和维护。所以，你应该定义一个接口，并在类中实现它，以执行所需操作。
因此我建议，可以使用command模式并结合java的动态加载和绑定机制来实现函数指针。(关于java的动态加载和绑定机制的详细介绍，参见gosling和henry mcgilton的"the java language environment -- a white paper"，列于"相关资源"。)
遵循上面的建议，我们可以运用command模式，利用它所提供的多态性来消除庞大的switch语句，从而设计出可扩展的系统。我们还可以利用java独有的动态加载和绑定机制来构筑动态的、并且可以动态扩展的系统。这一点在下面第二个代码示例testtransactioncommand.java中进行说明。
command模式使请求本身成为一个对象。这个对象和其它对象一样可以被存储和四处传递。这种模式的关键在于一个command接口：它声明了一个接口，用于执行操作。最简单的形式下，这个接口包含一个抽象的execute操作。每个具体的command类把接收者作为一个实例变量进行存储，从而指定了一对 "接收者" 和 "行为"。它为execute()方法提供不同的实现以进行请求调用。接收者知道如何执行请求。
如下的图1表示了switch--一个command对象的集合体(aggregation)。它的接口中有flipup()和flipdown()两种操作。switch被称为 "调用者"(invoker)，因为它调用command接口中的execute操作。
具体的command，如lightoncommand，实现command接口的execute操作。它知道去调用合适的接收者对象的操作。这种情况下它充当了一个适配器(adapter)。通过 "适配器"这一术语， 我想说明：具体的command对象是一个简单的连接器，它连接具有不同接口的 "调用者" 和 "接收者"。
客户实例化调用者，接收者以及具体的command对象。
图2为时序图，它表示对象间的相互作用。它说明了command如何对调用者和接收者(以及它执行的请求)解耦。客户用合适的接收者作为构造函数的参数来创建具体的command。然后，它将command保存在调用者中。调用者回调具体的command，后者知道如何完成想要的action()操作。
客户(代码中的主程序)创建具体的command对象并设置它的接收者。作为一个调用者对象，switch保存具体的command对象。调用者通过对command对象调用execute来发送请求。具体的command对象对它的接收者进行操作调用，从而完成操作请求。
这里最关键的思想在于，具体的command用调用者来注册自身，调用者进行回调，在接收者身上执行命令。
command模式示例代码
让我们来看一个简单的例子，它通过command模式实现回调机制。
以fan(风扇)和light(灯)为例。我们的目标是设计一个switch，它可以对任一个对象进行 "开" 和 "关" 的操作。fan和light具有不同的接口，这意味着switch必须独立于接收者接口，或者说，它不清楚接收者的接口。为了解决这一问题，每个switch都需要合适的command作为参数。很明显，连接到light的switch和连接到fan的switch具有不同的command。因此，command类必须是抽象的，或者是个接口。
switch的构造函数被调用时，它以一组合适的command作为参数。command作为switch的私有变量保存下来。
调用flipup()和flipdown()操作时，它们只是简单地让合适的command进行execute()操作。switch对调用execute()后将发生些什么一无所知。
testcommand.java
class fan {
public void startrotate() {
system.out.println("fan is rotating");
}
public void stoprotate() {
system.out.println("fan is not rotating");
}
}
class light {
public void turnon( ) {
system.out.println("light is on ");
}
public void turnoff( ) {
system.out.println("light is off");
}
}
class switch {
private command upcommand, downcommand;
public switch( command up, command down) {
upcommand = up; // concrete command registers itself with the invoker
downcommand = down;
}
void flipup( ) { // invoker calls back concrete command, which executes the command on the receiver
upcommand . execute ( ) ;
}
