设计模式之命令模式

1. 定义

将一个请求封装成一个对象，从而允许客户端参数化不同的请求、将请求排队或者记录请求日志、以及支持可撤销的操作

2. 口语化表述

假设某餐厅的工作流程如下：

• 顾客在大堂点餐，服务员记录菜单
• 服务员将菜单送到后厨
• 后厨根据菜单做菜
• 服务员根据菜单送到对应的餐桌

在这个场景中，后厨不需要了解顾客做了什么，顾客不需要关心后厨做了什么，只需要按照菜单来做事情

假设顾客在点完餐后又想更改，只需要服务员更改一下对应的菜单即可

这种模式就是命令模式，这里的菜单就是一个请求对象，包含了请求信息

（下面的表述会沿用这个场景）

3. 源码示例

Cesium.js是一个著名的、基于WebGL的GIS前端框架

基于WebGL就不得不提WebGL（OpenGL）的基础概念，比如VAO（顶点数组对象）、VBO（顶点缓冲对象）、Shader Program（着色器）等

每一次渲染，通常都需要执行一系列的WebGL命令（WebGL是个全局状态机，需要使用GL命令控制），如 gl.clearColor（清屏）、gl.draw（绘制）等

Cesium.js在渲染模块中，将GL命令封装为Command对象

Cesium中的Command对象包含执行的指令参数和执行方法，比如最简单的ClearCommand：

function ClearCommand(options) {
  // ...
  this.color = options.color;
  this.depth = options.depth;
  this.stencil = options.stencil;
  this.renderState = options.renderState;
  this.framebuffer = options.framebuffer;
  this.owner = options.owner;
  this.pass = options.pass;
}
 
ClearCommand.prototype.execute = function (context, passState) {
  context.clear(this, passState);
};
 

ClearCommand包含颜色、深度、通道等指令参数和执行方法context.clear(this, passState)

context.clear()会执行清除的WebGL指令：

Context.prototype.clear = function (clearCommand, passState) {
  // ...
  const c = clearCommand.color;
  const d = clearCommand.depth;
  const s = clearCommand.stencil;
 
  gl.clearColor(c.red, c.green, c.blue, c.alpha);
  gl.clearDepth(d);
  gl.clearStencil(s);
 
  bindFramebuffer(this, framebuffer);
  gl.clear(bitmask);
};

ClearCommand在Scene中的调用流程是：

初始化Scene时初始化ClearCommand

function Scene(options) {
  // ...
  this._clearColorCommand = new ClearCommand({
    color: new Color(),
    stencil: 0,
    owner: this,
  });
  // ...
}

执行更新时调用ClearCommand的execute()方法

Scene.prototype.updateAndExecuteCommands = function (passState, backgroundColor) {
    // ...
    updateAndClearFramebuffers(this, passState, backgroundColor);
    // ...
};
function updateAndClearFramebuffers(scene, passState, clearColor) {
  // ...
  // Clear the pass state framebuffer.
  const clear = scene._clearColorCommand;
  Color.clone(clearColor, clear.color);
  clear.execute(context, passState);
  // ...
}

这么设计的好处是，Command对象可以存储各种参数信息，这些信息也可以随时更改，并且，这个命令在在需要调用时只需要执行自己的execute方法

具体的Command（如，ClearCommand）只需要根据参数做事情，Scene对象只需要保存这些参数并在需要时执行Command的execute方法

缺点呢，存储Command对象需要内存开销，开发时封装Command对象需要时间

4. 总结

4.1 设计优点

• 开闭原则

  新来的顾客只需要添加菜单即可，新来的厨师只需要处理菜单即可

• 单一职责原则

  顾客、厨师只负责做自己的事情

• 实现操作的拦截或者延迟执行

  菜单传递到后厨并没有立刻做出菜品，所以顾客可以修改菜单，厨师也可以提前做准备

4.2 适用场景

• 通过操作来参数化对象

  将命令封装为一个对象，可以实时改变它的状态

• 将操作放入队列中、操作的执行或者远程执行操作

• 实现操作回滚功能

  即撤销上一步命令

5. 参考资料

[1] 命令设计模式 (refactoringguru.cn)

[2] Cesium渲染模块之Command - 当时明月在曾照彩云归 - 博客园 (cnblogs.com)