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从Java类库看设计模式

  在设计一般用途的软件的时候,在C或者C++语言中,用的很多的一个技巧就是回调函数(Callback),所谓的回调函数,意指先在系统的某个地方对函数进行注册,让系统知道这个函数的存在,然后在以后,当某个事件发生时,再调用这个函数对事件进行响应。在C或者C++中,实现的回调函数方法是使用函数指针。但是在Java中,并不支持指针,因而就有了Command模式,这一回调机制的面向对象版本。

  Command模式用来封装一个命令/请求,简单的说,一个Command对象中包含了待执行的一个动作(语句)序列,以执行特定的任务。当然,并不是随便怎么样的语句序列都可以构成一个Command对象的,按照Command模式的设计,Command对象和它的调用者Incvoker之间应该具有接口约定的。也就是说,Invoker得到Command对象的引用,并调用其中定义好的方法,而当Command对象改变(或者是对象本身代码改变,或者干脆完全另外的一个Command对象)之后,Invoker中的代码可以不用更改。这样,通过封装请求,可以把任务和任务的实现加以分离。

  图二:Command模式的类图

  而对于请求的处理又有两种不同的方法,一种是Command只充当代理,将请求转发给某个接受者对象,还有一种是Command对象自己处理完所有的请求操作。当然,这只是两个极端,更多的情况是Command完成一部分的工作,而另外的一部分这则交给接受者对象来处理。

  在新的JDK的代理事件模型中,就可以看作是这样的一个Command模式。在那个模型中,一个事件监听者类EventListener监听某个事件,并根据接口定义,实现特定的操作。比如,当用Document对象的addDocumentListener(DocumentListener listener) 方法注册了一个DocumentListener后,以后如果在Document对象中发生文本插入的事件,DocumentListener中实现的insertUpdate(DocumentEvent e)方法就会被调用,如果发生文本删除事件,removeUpdate(DocumentEvent e)方法就会被调用。怎么样,想想看,这是不是一个Command模式的应用呢?

  然而,最经典的Command模式的应用,莫过于Swing中的Action接口。Action实际上继承的是ActionListener,也就是说,它也是一个事件监听者(EventListener)。但是Action作为一种ActionListener的扩展机制,提供了更多的功能。它可以在其中包含对这个Action动作的一个或者多个文字的或图标的描叙,它提供了Enable/Disable的功能许可性标志。并且,一个Action对象可以被多个Invoker,比如实现相同功能的按钮,菜单,快捷方式所共享。而这些Invoker都知道如何加入一个Action,并充分利用它所提供的扩展机制。可以说,在这儿Action更像一个对象了,因为它不仅仅提供了对方法的实现,更提供了对方法的描叙和控制。可以方便的描叙任何的事务,这更是面向对象方法的威力所在。

  下面我们看一个Command模式的应用的例子。假设要实现这样的一个任务:Task Schedule。也就是说,我想对多个任务进行安排,比如扫描磁盘,我希望它每1个小时进行一次,而备份数据,我希望它半个小时进行一次,等等等等。但是,我并不希望作为TaskSchedule的类知道各个任务的细节内容,TaskSchedule应该只是知道Task本身,而对具体的实现任务的细节并不理会。因而在这儿,我们就需要对TaskSchedule和Task进行解耦,将任务和具体的实现分离出来,这不正是Command模式的用武之地吗?

  图三:Command模式的应用例子

  程序清单:

1 //抽象的Task接口,作为回调的Command模式的主体
2 public interface Task {
3   public void taskPerform();
4 }
5 //具体的实现了Task接口的子类,实现特定的操作。
6 public class BackupTask implements Task{
7   public void taskPerform(){
8     System.out.println("Backup Task has been performed");
9   }
10 }
11 //具体的实现了Task接口的子类,实现特定的操作。
12 public class ScanDiskTask implements Task{
13   public void taskPerform(){
14     System.out.println("ScanDisk Task has been performed");
15   }
16 }
17 //一个封装了Task的一个封装类,提供了一些与Task相关的内容,也可以把这些内容
18 //这儿不过为了突出Command模式而把它单另出来,实际上可以和Task合并。
19 public class TaskEntry {
20   private Task task;
21   private long timeInterval;
22   private long timeLastDone;
23   public Task getTask() {
24     return task;
25   }
26   public void setTask(Task task) {
27     this.task = task;
28   }
29   public void setTimeInterval(long timeInterval) {
30     this.timeInterval = timeInterval;
31   }
32   public long getTimeInterval() {
33     return timeInterval;
34   }
35   public long getTimeLastDone() {
36     return timeLastDone;
37   }
38   public void setTimeLastDone(long timeLastDone) {
39     this.timeLastDone = timeLastDone;
40   }
41   public TaskEntry(Task task,long timeInteral){
42     this.task=task;
43     this.timeInterval =timeInteral;
44   }
45 }
46 //调度管理Task的类,继承Thread只是为了调用其sleep()方法,
47 //实际上,如果真的作Task调度的话,每个Task显然应该用单独的Thread来实现。
48 public class TaskSchedule extends java.lang.Thread {
49   private java.util.Vector taskList=new java.util.Vector();
50   private long sleeptime=10000000000l;//最短睡眠时间
51   public void addTask(TaskEntry taskEntry){
52     taskList.add(taskEntry);
53     taskEntry.setTimeLastDone(System.currentTimeMillis());
54     if (sleeptime>taskEntry.getTimeInterval())
55     sleeptime=taskEntry.getTimeInterval();
56   }
57   //执行任务调度
58   public void schedulePermorm(){
59     try{
60       sleep(sleeptime);
61       Enumeration e = taskList.elements();
62       while (e.hasMoreElements()) {
63         TaskEntry te = (TaskEntry) e.nextElement();
64         if (te.getTimeInterval() + te.getTimeLastDone() <
65                 System.currentTimeMillis()) {
66           te.getTask().taskPerform();
67           te.setTimeLastDone(System.currentTimeMillis());
68           }
69       }
70     }catch (Exception e1){
71       e1.printStackTrace();
72     }
73   }
74   public static void main (String args[]){
75     TaskSchedule schedule=new TaskSchedule();
76     TaskEntry taks1=new TaskEntry(new ScanDiskTask(),10000);
77     TaskEntry taks2=new TaskEntry(new BackupTask(),3000);
78     schedule.addTask(taks1);
79     schedule.addTask(taks2);
80     while (true){
81         schedule.schedulePermorm();
82       }
83   }
84 }
85

  程序本身其实没有多大的意义,因而,程序在编码的时候也只是用的最简单的方法来实现的,如果要做一个真正的TaskSchedule的话,这个程序除了结构上的,其它没有什么好值得参考的了。

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