观察者模式的困境
在Java中实现观察者模式通常需要手动管理监听器注册、事件分发等逻辑，这会带来以下问题：
- 代码侵入性高：需要修改被观察对象的代码（如添加
addListener()方法） - 紧耦合：监听器与被观察对象高度耦合，难以复用
- 类型安全缺失：传统
Observable只能传递Object类型参数，需强制类型转换 - 事件解耦困难：难以区分触发事件的具体属性变化
下面，我们用一个待办事项的例子说明这个问题。同时利用信号机制的方法改写传统方式，进行对比。
示例：待办事项应用
我们以经典的待办事项应用为例，需要监听以下事件：
-
当单个Todo项发生以下变化时：
- 标题变更
- 完成状态切换
-
当TodoList发生以下变化时：
- 新增条目
- 删除条目
传统实现方案
1. 基础监听器模式
// 监听器接口
public interface Listener {
void onTitleChanged(Todo todo);
void onCompletionChanged(Todo todo);
void onItemAdded(Todo entity, Collection<Todo> todos);
void onItemRemoved(Todo entity, Collection<Todo> todos);
}
// 具体实现
public class ConsoleListener implements Listener {
@Override
public void onTitleChanged(Todo todo) {
System.out.printf("任务标题变更为: %s%n", todo.getTitle());
}
// 其他事件处理...
}
// 被观察对象（侵入式改造）
public class TodosList {
private final List<Listener> listeners = new ArrayList<>();
public void addListener(Listener listener) {
listeners.add(listener);
}
public void removeListener(Listener listener) {
listeners.remove(listener);
}
public Todo add(String title) {
Todo todo = new Todo(UUID.randomUUID(), title, false);
listeners.forEach(l -> l.onItemAdded(todo, todos));
return todo;
}
// 其他操作方法...
}
2. Java 内置的 Observable（已弃用）
// 被观察的Todo类
@Getter @AllArgsConstructor
public class Todo extends Observable {
private UUID id;
@Setter private String title;
@Setter private boolean completed;
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
setChanged();
notifyObservers(this); // 通知所有观察者
}
// 其他setter同理...
}
// 观察者实现
public class BasicObserver implements Observer {
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
if (o instanceof Todo todo) {
System.out.println("[Observer] 收到Todo更新事件: " + todo);
}
}
}
信号机制（Signals）解决方案
核心思想：将属性变化抽象为可观察的信号（Signal），通过声明式编程实现事件监听
1. 信号基础用法
// 信号定义（使用第三方库com.akilisha.oss:signals）
public class Todo {
private final Signal<String> title = Signals.signal("");
private final Signal<Boolean> completed = Signals.signal(false);
public void setTitle(String newTitle) {
title.set(newTitle); // 自动触发订阅的副作用
}
public void observeTitleChanges(Consumer<String> effect) {
Signals.observe(title, effect); // 注册副作用
}
}
2. 待办事项列表实现
public class TodosList {
private final SignalCollection<Todo> todos = Signals.signal(new ArrayList<>());
public Todo add(String title) {
Todo todo = Todo.from(title);
todos.add(todo); // 自动触发集合变更事件
// 声明式监听集合变化
Signals.observe(todos, (event, entity) -> {
switch (event) {
case "add":
System.out.printf("新增任务: %s%n", entity);
break;
case "remove":
System.out.printf("删除任务: %s%n", entity);
break;
}
});
return todo;
}
}
3. 效果注册与取消
public class Main {
public static void main(String[] args) {
TodosList list = new TodosList();
// 注册副作用（自动绑定到Todo属性）
list.add("学习Signals")
.observeTitleChanges(title ->
System.out.printf("任务标题变更为: %s%n", title)
);
list.add("实践Signals")
.observeCompletionChanges(completed ->
System.out.printf("任务完成状态: %s%n", completed)
);
// 触发事件
list.todos.get(0).getTitle().set("深入学习Signals");
}
}
技术对比
| 特性 | 传统监听器模式 | Java Observable | Signals机制 |
|---|---|---|---|
| 类型安全 | ❌ 需强制转换 | ❌ Object类型 | ✅ 泛型类型安全 |
| 事件解耦 | ❌ 难以区分属性变化 | ❌ 无法区分属性 | ✅ 明确属性变更事件 |
| 内存泄漏风险 | ⚠️ 需手动移除监听器 | ⚠️ 需手动移除观察者 | ✅ 自动取消订阅 |
| 代码侵入性 | ❌ 需修改被观察对象 | ❌ 需继承Observable | ✅ 零侵入 |
| 生态支持 | ✅ 成熟框架 | ❌ 已弃用 | ⚠️ 第三方库 |
关键优势
- 声明式编程：通过
.observe()方法直接声明副作用逻辑 - 精确事件解耦：可区分
add/remove/update等具体操作 - 组合式API：支持多信号组合（如
Signals.combineLatest()） - 类型安全：编译期检查事件类型匹配
使用建议
- 新项目推荐：优先考虑使用Signals机制
- 遗留系统改造：可通过适配器模式逐步替换传统监听器
- 复杂场景：结合RxJava等响应式流框架实现高级功能
通过这种现代化的事件处理方式，可以显著提升代码的可维护性和可测试性，特别适合需要精细控制状态变化的复杂业务场景。
