观察者模式(Observer)

2014-12-30 本文已影响690人坚坚老师

观察者模式又称为发布订阅模式。一个发布者对应多个订阅者，一旦发布者的状态发生改变时，订阅者将收到订阅事件。本文中涉及的代码请点击这里。
先看看一个生活中的例子：

当我们想订一份报纸，我们先去邮局找到报纸的编号后填写订阅单并缴费。当报社有新报纸发出时，邮局会将我们订阅的报纸发给我们。

为了简单我们去掉邮局环节简化成：报社有新报纸后马上通知用户，这就是观察者。
定义对象间的一对多关系，当一个对象的状态发生变化时，所依赖于它的对象都得到通知并主动更新。在观察者模式中，多个订阅者成为观察者(Observer)，被观察的对象成为目标(Subject)。观察者的UML模型如下：

观察者模式UML
先定义Subject并写一个ConcreteSubject继承Subject：

public class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    
    public void attach(Observer observer){
        observers.add(observer);
    }
    
    public void detach(Observer observer){
        observers.remove(observer);
    }
    
    public void notifyObservers(){
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(this);
        }
    }
}


public class ConcreteSubject extends Subject{
    private String subjectState;

    public String getSubjectState() {
        return subjectState;
    }

    public void setSubjectState(String subjectState) {
        this.subjectState = subjectState;
        notifyObservers();
    }
}

再定义一个接口Observer，并写一个ConcreteObserver实现Observer接口：

interface Observer {
    public void update(Subject subject);
}


public class ConcreteObserver implements Observer{
    private String name;
    
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Subject subject) {
        System.out.println(name + "状态：" + ((ConcreteSubject)subject).getSubjectState());
    }
}

最后看看主函数方法：

public class Client2 {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver();
        observer1.setName("张三");
        
        ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver();
        observer2.setName("李四");
        
        ConcreteObserver observer3 = new ConcreteObserver();
        observer3.setName("王二");
        
        subject.attach(observer1);
        subject.attach(observer2);
        subject.attach(observer3);
        
        subject.setSubjectState("看完报纸");
    }
}

打印出来的结果：

张三状态：看完报纸
李四状态：看完报纸
王二状态：看完报纸

在实现观察者模式的时候，一定要注意触发通知的时机。一般情况下是在完成了状态改变之后触发，因为通知会传递数据，比如在setSubjectState时先通知观测者就会发生错误。

// 错误写法
public void setSubjectState(String subjectState) {
    notifyObservers();  // 通知应该放在状态改变之后，因为 update(Subject subject) 中的参数类型为Subject 
    this.subjectState = subjectState;
}

在观察者模式的实现上，有推模式和拉模式两种方式：

推模式
Subject主动向Observer推送消息，不管对方是否需要，推送的信息通常是目标对象的全部或部分数据，相当于广播通信。
拉模型
Subject在通知Observer时只传递少量信息，如果观察者需要更具体的信息，再由Observer主动去拉取数据。这样的模型实现中会把Subject自身通过update方法传入到Observer。

当前上面的实现使用的就是拉模型。通过(ConcreteSubject)subject得到具体对象，获得信息。

当然Java本身就有观察者模式的部分实现，分别是java.util.Observable java.util.Observable。
下面看一个使用Java自带观察者模式的例子：

新的目标直接继承Java中定义的Observerable：

public class NewsPaperObservable extends Observable{
    private String content;

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
        setChanged();  // 必须调用这个方法来通知Observer状态发生了改变
        notifyObservers(content);
    }
}

新的观察者也直接实现Observer接口：

public class ReaderObserver implements Observer{
    private String name;
    
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println(name + "读取推送信息" + arg);
        System.out.println(name + "读取拉取信息" + ((NewsPaperObservable)o).getContent());
    }
}

主函数和前面的相似：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        NewsPaperObservable subject = new NewsPaperObservable();
        ReaderObserver reader1 = new ReaderObserver();
        reader1.setName("张三");
        
        ReaderObserver reader2 = new ReaderObserver();
        reader2.setName("李四");
        
        ReaderObserver reader3 = new ReaderObserver();
        reader3.setName("王二");
        
        subject.addObserver(reader1);
        subject.addObserver(reader2);
        subject.addObserver(reader3);
        
        subject.setContent("粗大事啦啦啦");
    }
}

打印出结果：

王二读取推送信息粗大事啦啦啦
王二读取拉取信息粗大事啦啦啦
李四读取推送信息粗大事啦啦啦
李四读取拉取信息粗大事啦啦啦
张三读取推送信息粗大事啦啦啦
张三读取拉取信息粗大事啦啦啦

使用Java自带的观察者模式需要注意以下几个问题：

具体的目标实现中不需要再维护观察者的注册信息了，这个在Java中的Observable类中实现了。

触发通知方式有些变化，需要先调用setChanged方法。
具体的观察者中，update()方法其实能同时支持推模型和拉模型。

观察者模式(Observer)

猜你喜欢

热点阅读