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Command Design Pattern

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  1. Command Design Pattern

  2. Intention • Encapsuler une requête sous forme d’objet • paramétrer les clients avec différentes requêtes, • files de requêtes • “logs” de requêtes • support d’opérations réversibles (“undo”)

  3. Motivation • Le framework Swing émet des requêtes aux objets lorsque • les items des menus sont activés • les boutons sont “cliqués”. • Swing ne peut pas implémenter ces requêtes car elles sont spécifiques aux applications. • Comment émettre des requêtes à des objets • sans rien connaître des opérations demandées ? • ou sans rien connaître de celui à qui la requête est destinée ?

  4. Motivation • Le design pattern Command permet • aux objets d’un toolkit de faire des requêtes sur des objets d’une application non-spécifiée en transformant la requête en un objet • Cet objet est emmagasiné et transmis comme les autres objets. • dissocie l’objet qui invoque une opération de l’objet qui possède les connaissances nécessaires pour réaliser cette opération. • Flexibilité au niveau du design de l’interface-usager. • Partage de fonctionnalités • Une application peut fournir un menu et un bouton pour une fonctionnalité juste en faisant en sorte que le menu et le bouton partagent une instance de la même sous-classe de Command. • Remplacement dynamique des commandes • Utile pour l’implémentation de menus dépendants du contexte (context-sensitive menus). • Définition de scripts • par composition de commandes • possible parce que l’objet qui émet la requête n’a besoin de ne savoir que comment l’émettre, et non pas de savoir comment la requête va être exécutée. Toolkit: The property of the Java API that defines the look and feel of the user interface on a specific platform

  5. Application : Toolkit

  6. Commande simple

  7. Commande complexe

  8. Liste de commandes

  9. Quand appliquer le patron Command? • Pour paramétriser des objets par une action à exécuter • Exemple: objets MenuItem • Les commandes servent à remplacer les “callback” dans les langages orientés objets. • Dans un langage procédural >>> une fonction callback function, une fonction enregistrée en quelque part qui doit être appelée plus tard • Pour spécifier, mettre en file, et exécuter les requêtes à des moments différents • Le cycle de vie d’un objet Command est indépendant de la requête originale • Pour implémenter des opérations réversibles. • L’exécution de la commande peut conserver l’état dans la commande elle-même pour inverser son effet. • Ajout d’une méthode “unexecute” • Les commandes exécutées sont placées dans une liste.

  10. Quand appliquer le patron Command? • Pour implémenter un log des modifications de telle sorte que l’on puisse les réappliquer en cas d’écroulement du système. • Ajout des méthodes “load” et “store” • Pour structurer un système à l’aide d’opérations de haut niveau construites à partir d’opérations primitives • Transactions • Une transaction encapsule un ensemble de modifications aux données.

  11. Structure

  12. Participants • Command • déclare une interface pour exécuter une opération. • ConcreteCommand (PasteCommand, OpenCommand) • Définit une liaison entre l’objet destinataire et l’action • Implémente “execute” par l’invocation d’ opérations sur le destinataire. • Client (Application) • Crée un objet ConcreteCommand et assigne son destinataire. • Invoker (MenuItem) • Demande à la commande de s’exécuter. • Destinataire (Document, Application) • Sait comment exécuter les opérations associées à la requête. • N’importe quelle classe peut agir comme destinataire.

  13. Collaborations • Le client crée l’objet ConcreteCommand et spécifie le destinataire. • L’objet Invoker emmagasine l’objet ConcreteCommand. • L’objet Invoker émet une requête en invoquant “execute” sur la commande. • Lorsque la commande est réversible, ConcreteCommand emmagasine l’état nécessaire pour revenir dans l’état précédant l’invocation de “execute”. • L’objet ConcreteCommand invoque les opérations du destinataire pour exécuter la requête.

  14. Conséquences • Le Command DP dissocie l’objet qui invoque une opération de celui qui sait comment l’exécuter. • Les commandes sont des objets à part entière. Elles peuvent être manipulées et étendues comme n’importe quel autre objet. • On peut assembler des commandes pour former une commande composite. • Composite pattern. • C’est facile d’ajouter de nouvelles commandes car il ne faut pas modifer les classes existantes.

  15. Implémentation • Jusqu’à quel point une commande devrait-elle être intelligente? • À une extrême, seulement un lien entre un destinataire et les actions à effectuer. • Commandes qui possèdent assez de connaissances pour trouver leur destinataire dynamiquement. • A l’autre extrême, la commande fait tout sans rien déléguer à un destinataire • Pour définir des commandes indépendantes des classes existantes. • Lorsqu’aucun destinataire acceptable n’existe. • Une commande connaît son destinataire implicitement (création d’une fenêtre)

  16. Implémentation • Implémentation de “undo” et “redo” • Quel état faut-il conserver? • Destinataire • Arguments • Valeurs originales de l’état du destinataire qui ont pu être modifiées par la commande • Combien de niveau de “undo” • Seulement la dernière commande • History list • Une commande réversible peut • devoir être clonée • avant de la placer dans l’historique • pour distinguer diverses invocations de la même commande. • Prototype DP

  17. Implémentation • Eviter l’accumulation d’erreurs dans le processus de réversibilité • Assurer un mécanisme undo/redo fiable préservant la sémantique • Les erreurs peuvent s’accumuler lorsque les commandes sont exécutés, inversées et réexécutées. • Le Memento (283) DP peut être appliqué pour donner accès à l’information nécessaire pour restaurer un objet sans exposer les détails internes d’un objet.

  18. Exemple : Swing • http://www.javaworld.com/javaworld/jw-06-2002/jw-0628-designpatterns.html

  19. show dialog, le nom qui sera affiché dans le menu execute exit, le nom qui sera affiché dans le menu execute

  20. Known Uses • Perhaps the first example of the Command pattern appears in a paper by Lieberman [Lie85]. H. Lieberman. There's more to menu systems than meets the screen. SIGGRAPH Computer Graphics, pp. 181–189, San Francisco, July 1985 • MacApp [App89] popularized the notion of commands for implementing undoable operations. • ET++ [WGM88], InterViews [LCI+92], and Unidraw [VL90] also define classes that follow the Command pattern. • InterViews defines an Action abstract class that provides command functionality. It also defines an ActionCallback template, parameterized by action method, that can instantiate command subclasses automatically. • The THINK class library [Sym93b] also uses commands to support undoable actions. • Commands in THINK are called "Tasks." Task objects are passed along a Chain of Responsibility (223) for consumption. • Unidraw's command objects are unique in that they can behave like messages. • A Unidraw command may be sent to another object for interpretation, and the result of the interpretation varies with the receiving object. Moreover, the receiver may delegate the interpretation to another object, typically the receiver's parent in a larger structure as in a Chain of Responsibility. The receiver of a Unidraw command is thus computed rather than stored. Unidraw's interpretation mechanism depends on run-time type information. • Coplien describes how to implement functors, objects that are functions, in C++ [Cop92]. He achieves a degree of transparency in their use by overloading the function call operator (operator()). The Command pattern is different; its focus is on maintaining a binding between a receiver and a function (i.e., action), not just maintaining a function.

  21. Patterns reliés • Composite >>> Macro-commandes • Memento >>> conserver l’état d’un destinataire lorsqu’une commande est réversible. • Prototype >>> Une commande qui doit être copiée avant d’être placée dans un historique.

  22. Références • Gamma et al., Design Patterns, • http://www.javaworld.com/columns/jw-java-design-patterns-index.shtml

  23. Struts • Struts, a popular open source JSP application framework from the Apache Software Foundation • But the most significant cog in the Struts wheel is an MVC framework that revolves around the Command pattern.

  24. All Web applications, at their core, perform the same basic function: • field HTTP requests and respond to those requests by performing some application-specific functionality. • Struts provides a servlet—known as the action servlet—that handles HTTP requests and ultimately invokes an application-specific action. • The Struts action servlet turns HTTP requests into actions, but as a developer employing Struts to implement Web applications, you can remain blissfully ignorant of how it works—that's the beauty of application frameworks and the Command pattern. • You simply need to know how to map an HTTP request to a Struts action, how to implement that action, and you're off and running.

  25. The preceding configuration file maps the /simple URL to the actions.SimpleAction class. • When the action servlet receives the /simple.do URL, • it strips off the .do suffix • and maps the URL to the actions.SimpleAction class. • If an instance of that class does not exist, • the action servlet creates one and invokes its execute() method.

  26. The preceding action checks to see if a counter bean exists in the application scope; if not, it creates one and stores it there. Subsequently, the action invokes the counter bean's updateCount() method, which updates a counter stored in a file named .simpleActionCount. Then the action returns an ActionForward instance that points to a JSP mapped to the string fwd-page. That mapping, also defined in the Struts configuration file (see Example 4), resolves the string fwd-page to the forwardPage.jsp JSP. The action servlet subsequently forwards control to that JSP