设计模式——观察者模式

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述观察者(Observer)模式的:观察者模式是对象的行为模式,又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。

设计模式——观察者模式

在实际的项目开发中,观察者模式是一个使用频率非常高的模式,通过它的别名:发布——订阅模式也能知道它的主要作用就是用来解耦,将观察者和被观察者解耦,使它们的依赖性更小。

观察者模式定义了被观察者和观察者之间的一对多的依赖关系,使得每当被观察者发生改变时,所有订阅它的观察者都接到通知并自动更新。

设计模式——观察者模式

观察者模式由四个角色组成:

  • 抽象观察者角色(Observer):为所有的具体观察者定义一个接口,在得到主题的通知时更新自己,这个接口叫做更新接口。

  • 具体观察者角色(ConcreteObserver):具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口,以便在主题状态发生改变时更新自身状态。

  • 抽象主题角色(Subject):抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集(比如ArrayList对象)里,每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者对象,抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。

  • 具体主题角色(ConcreteSubject):该角色将有关状态存入具体观察者对象,在具体主题的内部状态改变时,给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。

案例演示

定义抽象订阅者和具体订阅者

设计模式——观察者模式

在上面的抽象订阅者中,定义了一个update方法用于更新订阅者的状态。

定义抽象被订阅者

设计模式——观察者模式

在被观察者中我们定义了三个方法,注册订阅者、注销订阅者、通知订阅者。这三个方法中组合进行管理订阅者。

客户端使用

设计模式——观察者模式

运行结果

设计模式——观察者模式

在上面的例子中,其实按照我们的正常理解,应该是观察者添加被观察者,由观察者觉得需要观察谁?这样的一个逻辑貌似才合理。如果要达成这样的目的,UML图就需要进行变动了。是否可以这样呢?

JDK中的观察者模式Observable、Observer

在Java中通过Observable类和Observer接口实现了观察者模式。一个Observer对象监视着一个Observable对象的变化,当Observable对象发生变化时,Observer得到通知,就可以进行相应的工作。

Observable被观察者

Observable被观察者中提供了setChange()、notifyObservers()两个方法。

  • notifyObservers():调用一个列表中所有的Observer的update()方法,通知它们数据发生了变化。

  • setChange():方法用来设置一个内部标志位注明数据发生了变化。

  • addObserver(Observer o):添加观察者

  • deleteObserver(Observer o):删除观察者

  • notifyObservers():通知观察者改变

Observer观察者

Observer通过Observable的addObserver()方法把自己添加到列表列表中。

同样适用上面的案例,我们来实现以下。

创建观察者

设计模式——观察者模式

从上面可以看到,只要实现Observer接口即可完成一个订阅者类的开发。

创建被观察者

设计模式——观察者模式

集成Observable类实现一个被观察者,然后通过setChanged()设置状态改变,通过notiflyObservers来通知观察者改变。

客户端

设计模式——观察者模式

结果

设计模式——观察者模式

使用观察者模式的场景和优缺点

使用场景

关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系。事件多级触发场景。跨系统的消息交换场景,如消息队列、事件总线的处理机制。

优点

  • 解除耦合,让耦合的双方都依赖于抽象,从而使得各自的变换都不会影响另一边的变换。观察者和被观察者是抽象耦合的。

  • 建立一套触发机制。

缺点

  • 观察者过多,将所有的观察者都通知到会花费很多时间

  • 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃

设计模式——观察者模式


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