用Java 8 Lambda表达式实现设计模式：命令模式

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在这篇博客里，我将说明如何在使用 Java 8 Lambda表达式的函数式编程方式时实现命令设计模式。命令模式的目标是将请求封装成一个对象，从对客户端的不同类型请求，例如队列或日志请求参数化，并提供相应的操作。命令模式是一种通用编程方式，该方式基于运行时决策顺序来执行方法。模式的参与者如下：

命令：声明用于执行操作的接口。
实体命令：定义接收者对象和动作的绑定。
客户端：创建实体命令实例并设置它的接收者。
调用者：控制命令来执行请求。
接收者：实际完成工作。

这些参与者之间的关系描述如下：

让我们看一个命令模式的具体例子，了解它是如何转换成lambda表达式的。假定我们有一个文件系统工具，所有动作都依赖它，例如打开文件，向文件写入和关闭文件。这可以实现宏功能，即一系列的操作可以被记录下来，之后作为一个单独操作执行。下面是我们的接收者。

public interface FileSystemReceiver {
void openFile();
void writeFile();
void closeFile();
}

每个操作都是命令，例如 openFile 和 writeFile

。我们可以创建一个通用命令接口来适配这些不同的操作。让我们将接口命名为Action，因为在我们的情境下，它代表执行一个操作。所有命令对象都需要实现这个接口。

public interface Action {
public void perform();
}
现在，让我们为每个操作实现Action接口。所有这些类需要做的就是调用FileReceiver的一个方法，并将这个调用封装到Action接口中。在封装操作后，使用适当的类命名规范来命名这些类。因此，openFile方法对象的类称为 OpenFile 。

public class OpenFile implements Action {
private final FileReceiver fileReceiver;
public OpenFile(FileReceiver fileReceiver) {
this.fileReceiver = fileReceiver;
}
public void perform() {
fileReceiver.openFile();
}
}

现在，我们实现 Macro 类。每个宏包含一个动作序列，该序列可以依次执行动作，它将作为调用者。这个类可以记录动作，并一起运行。我们可以将动作序列存储在列表中，然后反复地获取每个动作来执行。

public class Macro {
private final List actions;
public Macro() {
actions = new ArrayList<>();
}
public void record(Action action) {
actions.add(action);
}
public void run() {
actions.forEach(Action::perform);
}
}

当填充宏对象时，我们可以添加每个命令的实例，这些实例也会被记录在宏对象里。现在简单的运行宏对象，每个命令将依次执行。我们的客户端代码如下。

Macro macro = new Macro();
macro.record(new OpenFile(fileReceiver));
macro.record(new WriteFile(fileReceiver));
macro.record(new CloseFile(fileReceiver));
macro.run();

如果你跟着我的思路读到这里，你会好奇lambda表达式如何适配这些的。实际上，所有命令类，例如OpenFile、WriteFile和CloseFile，其实只是lambda表达式想打破它们的封装。这些命令类只是在类之间传递。使用lambda表达式整个模式得到大大的简化，因为我们完全可以废除这些类。然我们看看宏类（客户端）使用lambda表达式代替命令类的效果。

Macro macro = new Macro();
macro.record(() -> fileReceiver.openFile());
macro.record(() -> fileReceiver.writeFile());
macro.record(() -> fileReceiver.closeFile());
macro.run();

如果能够意识到每个lambda表达式都在执行一个单独的方法调用，可以进一步改进。因此，可以直接使用方法引用。

Macro macro = new Macro();
macro.record(fileReceiver::openFile);
macro.record(fileReceiver::writeFile);
macro.record(fileReceiver::closeFile);
macro.run();

命令模式易于扩展，新的动作方法可以被添加到接收者中来创建新的命令实现，这样不需要改变任何客户端代码。JDK中的 Runnable 接口（java.lang.Runnable）是命令模式常用的流行接口。这篇博客中，我试着阐述带Java 8 lambda表达式的命令模式。你可以看到使用lambda表达式，少了很多样板代码，从而让代码变得更整洁。