设计模式之观察者模式

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介绍

观察者模式是一个使用率非常高的模式,它最常用的地方是 GUI 系统、订阅-发布,因为这个模式的一个重要作用就是解耦,将被观察者和观察者解耦,使得她们之间的依赖性更小,甚至做到毫无依赖。以 GUI 系统来说,应用的 UI 具有易变性,尤其是前期随着业务的改变或者产品的需求更改,应用界面也会经常性变化,但是业务逻辑基本变化不大,此时, GUI 系统需要一套机制来应对这种情况,使得 UI 层与具体的业务逻辑解耦,观察者模式此时就派上用场了。

定义

定义对象间一种 1 对 N 的关系,使得每当一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

使用场景

  1. 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。
  2. 事件多级触发场景。
  3. 跨系统的消息交换场景,如消息队列、事件总线的消息机制。

UML 类图

  • Subject : 抽象主题,也就是被观察者的角色,抽象主题角色把所有观察者

    对象的引用保存在一个集合里,每个主题都可以有任意数量的观察者,抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者对象。

  • ConcreteSubject: 具体主题,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发生改变时,给所有注册过的观察者发出通知,具体主题角色又叫做具体被观察者角色。

  • Observer: 抽象观察者,该角色实现抽象观察者角色所定义的更新接口,以便在主题的状态发生变化时更新自身的状态。

实战

需求:订阅某网站技术文章,有更新就推送。

定义一个观察者对象 - 用户

public class Coder implements Observer {
    private String name;

    public Coder(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 有更新将执行
     * @param o
     * @param arg
     */
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("o = [" + o + "], arg = [" + name + " " + (String) arg + "]");

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Coder{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

定义被观察者对象 - 技术网站

public class JueJ extends Observable {
    /**
     * 推送
     * @param content
     */
    public void post(String content){
        //标识状态或者内容需要发生改变
        setChanged();
        //通知所有订阅者
        notifyObservers(content);
    }
}

测试:

    @Test
    public void testObserver(){
        //创建被观察者--》技术网站
        JueJ jueJ = new JueJ();

        //创建观察者
        Coder coderA = new Coder("A");
        Coder coderB = new Coder("B");
        Coder coderC = new Coder("C");

        //产生订阅关系,加入被观察者列表中,有更新就推送给它们
        jueJ.addObserver(coderA);
        jueJ.addObserver(coderB);
        jueJ.addObserver(coderC);

        //有更新了,通知观察者们
        jueJ.post("Dev_YK: 更新了一篇设计模式文章,点击进行查看。" );
    }


Output:

o = [com.devyk.android_dp_code.observer.JueJ@48533e64], arg = [C Dev_YK: 更新了一篇设计模式文章,点击进行查看。]
o = [com.devyk.android_dp_code.observer.JueJ@48533e64], arg = [B Dev_YK: 更新了一篇设计模式文章,点击进行查看。]
o = [com.devyk.android_dp_code.observer.JueJ@48533e64], arg = [A Dev_YK: 更新了一篇设计模式文章,点击进行查看。]

可以看到所有订阅了某技术网站的用户都收到了通知更新,一对多的订阅-发布系统就完成了。

总结

观察者模式主要的作用就是解耦,将观察者与被观察者完全隔离,只依赖于 Observe 和 Observable 抽象。

优点:

  • 观察者和被观察者之间是抽象耦合,应对业务变化。
  • 增强系统灵活性,可扩展性。

缺点:

  • 在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率问题,程序中包括一个被观察者、多个观察者、开发和调试等内容会比较复杂,而且在 Java 中消息的通知默认是顺序执行,一个观察者卡顿,会影响整体的执行效率,在这个情况下,一般考虑使用异步方式。