设计模式之观察者模式

这是我参与8月更文挑战的第17天，活动详情查看：8月更文挑战

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。

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。

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

在我们的Android开发中，我们通过监听联系人广播，然后能及时获得联系人发出改变的通知，这个就是一个观察者模式的案例。比如微信公众号的推送，当微信公众号的主题者发送一篇文章的时候，就会推送给所有的订阅者。这里我们就以微信公众号的例子来演示。

定义抽象订阅者和具体订阅者

/**
 * 定义观察者的接口
 * @author Iflytek_dsw
 *
 */
interface IObserver {
	/**
	 * 定义观察者的更新方法
	 */
	public void update(String message);
}

class ConcreteObserver implements IObserver{
	private String name;
	
	public ConcreteObserver(String name) {
		super();
		this.name = name;
	}

	@Override
	public void update(String message) {
		System.out.println("订阅者：" + name + "收到:" + message);
	}
}

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

/**
 * 定义抽象被订阅者
 * @author Iflytek_dsw
 *
 */
abstract class Subject{
	/**
	 * 定义订阅者集合
	 */
	protected List<IObserver> listObservers;
	/**
	 * 注册订阅者
	 */
	public abstract void registerObserver(IObserver observer);
	/**
	 * 反注册订阅者
	 */
	public abstract void unregisterObserver(IObserver observer);
	/**
	 * 通知订阅者改变
	 */
	public abstract void notifyDateChanged(String message);
}

/**
 * 具体的被订阅者
 * @author Iflytek_dsw
 *
 */
class AndoterSubject extends Subject{
	
	public AndoterSubject(){
		listObservers = new ArrayList<IObserver>();
	}
	
	
	@Override
	public void registerObserver(IObserver observer) {
		listObservers.add(observer);
	}

	@Override
	public void unregisterObserver(IObserver observer) {
		listObservers.remove(observer);
	}

	@Override
	public void notifyDateChanged(String message) {
		for(IObserver observer: listObservers){
			observer.update(message);
		}
	}
}

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

public class Client {
	public static void main(String []args){
		//定义两个观察者
		IObserver observerJack = new ConcreteObserver("Jack");
		IObserver observerLucy = new ConcreteObserver("Lucy");
		//定义被观察者，同时添加观察者
		Subject andoterObservable = new AndoterSubject();
		andoterObservable.registerObserver(observerJack);
		andoterObservable.registerObserver(observerLucy);
		//Observable发生改变
		andoterObservable.notifyDateChanged("发布文章【设计模式——观察者模式】");
	}
}

运行结果

订阅者：Jack收到:发布文章【设计模式——观察者模式】
订阅者：Lucy收到:发布文章【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

class User implements Observer{
	private String name;
	
	public User(String name) {
		super();
		this.name = name;
	}

	@Override
	public void update(Observable o, Object arg) {
		System.out.println("订阅者：" + name + "收到消息：" + arg);
	}
}

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

class AndoterWX extends Observable{
	
	public void postArtical(String title){
		//标识状态或者内容发生改变
		setChanged();
		//通知所有观察者
		notifyObservers(title);
	}
}

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

public class Client {
	public static void main(String []args){
		
		User Jack = new User("Jack");
		User Lucy = new User("Lucy");
		
		AndoterWX  andoterWX = new AndoterWX();
		andoterWX.addObserver(Jack);
		andoterWX.addObserver(Lucy);
		
		andoterWX.postArtical("设计模式——观察者模式");
		
	}
}

结果

订阅者：Lucy收到消息：设计模式——观察者模式
订阅者：Jack收到消息：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