14、观察者模式（Observer Pattern）

1. 观察者模式

1.1 简介

  观察者（Observer）模式的定义：指多个对象间存在一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。这种模式有时又称作发布-订阅模式、模型-视图模式，它是对象行为型模式。

  Observer并非主动观察，而是被动观察。观察者模式可以理解为发布-订阅模式，即多个订阅者（观察者）向发布者（被观察者）订阅状态信息，当发布者更新状态时会将状态信息向它的订阅者发布信息。发布者需要自己维护订阅者列表，可以注册或者注销对状态信息感兴趣或不感兴趣的订阅者。

1.2 Observer模式结构

模式结构：

观察者模式uml.gif

模式角色：

• 抽象主题（Subject）角色：也叫抽象目标类，它提供了一个用于保存观察者对象的聚集类和增加、删除观察者对象的方法，以及通知所有观察者的抽象方法。
• 具体主题（Concrete Subject）角色：也叫具体目标类，它实现抽象目标中的通知方法，当具体主题的内部状态发生改变时，通知所有注册过的观察者对象。
• 抽象观察者（Observer）角色：它是一个抽象类或接口，它包含了一个更新自己的抽象方法，当接到具体主题的更改通知时被调用。
• 具体观察者（Concrete Observer）角色：实现抽象观察者中定义的抽象方法，以便在得到目标的更改通知时更新自身的状态。

2. Observer模式示例

  我们模拟一个学校上下课铃声的事件处理过程，老师和学生听到上课铃声准备上课，听到下课铃声准备下课。学校的“铃”是事件源和目标，“老师”和“学生”是事件监听器和具体观察者，“铃声”是事件类。

铃声事件处理程序uml：

铃声事件处理程序uml.gif

铃声事件类：

public class RingEvent
{   
    private boolean sound;    //true表示上课铃声,false表示下课铃声
    public RingEvent(boolean sound)
    {
        this.sound=sound;
    }   
    public void setSound(boolean sound)
    {
        this.sound=sound;
    }
    public boolean getSound()
    {
        return this.sound;
    }
}

铃声目标类：

public class BellEventSource
{    
    private List<BellEventListener> listener; 
    public BellEventSource()
    { 
        listener=new ArrayList<BellEventListener>();        
    }
    //给事件源绑定监听器 
    public void addPersonListener(BellEventListener ren)
    { 
        listener.add(ren); 
    }
    //事件触发器：敲钟，当铃声sound的值发生变化时，触发事件。
    public void ring(boolean sound)
    {
        String type=sound?"上课铃":"下课铃";
        System.out.println(type+"响！");
        RingEvent event=new RingEvent(sound);     
        notifies(event);    //通知注册在该事件源上的所有监听器                
    }   
    //当事件发生时,通知绑定在该事件源上的所有监听器做出反应（调用事件处理方法）
    protected void notifies(RingEvent e)
    { 
        BellEventListener ren=null; 
        Iterator<BellEventListener> iterator=listener.iterator(); 
        while(iterator.hasNext())
        { 
            ren=iterator.next(); 
            ren.heardBell(e); 
        } 
    }
}

观察者接口：

interface  BellEventListener extends EventListener
{
    //事件处理方法，听到铃声
    public void heardBell(RingEvent e);
}

监听者老师：

public class TeachEventListener implements BellEventListener
{
    public void heardBell(RingEvent e)
    {        
        if(e.getSound())
        {
            System.out.println("老师开始上课...");           
        }
        else
        {
            System.out.println("老师下课...");   
        }          
    }
}

监听者学生：

public class StuEventListener implements BellEventListener
{
    public void heardBell(RingEvent e)
    {        
        if(e.getSound())
        {
            System.out.println("同学们，上课了...");           
        }
        else
        {
            System.out.println("同学们，下课了...");   
        }          
    }
}

客户端调用：

    public static void main(String[] args)
    {
        BellEventSource bell=new BellEventSource();     
        bell.addPersonListener(new TeachEventListener()); //注册监听器（老师）
        bell.addPersonListener(new StuEventListener());    //注册监听器（学生）
        bell.ring(true);
        bell.ring(false);  //打下课铃声
    }

结果：

上课铃响！
老师开始上课...
同学们，上课了...
下课铃响！
老师下课...
同学们，下课了...

3. Observer模式总结

Observer模式优点：

• 降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。
• 目标与观察者之间建立了一套触发机制。

Observer模式缺点：

• 目标与观察者之间的依赖关系并没有完全解除，而且有可能出现循环引用。
• 当观察者对象很多时，通知的发布会花费很多时间，影响程序的效率。

Observer模式应用：

• MVC模式，Model、View、Controller，并且Model里面的操作不依赖于具体形式的内部模型，通常情况下：
  一个Model对应多个View，这里也是使用Observer设计模式最多的地方

  
  MVC在observer的应用示例.png

Observer模式与Mediator模式：

• 在Mediator模式中，有时会使用Observer 模式来实现Mediator角色与Colleague角色之间的通信。
• 就“发送状态变化通知”这一点而言，Mediator模式与Observer模式是类似的。不过，两种模式中，通知的目的和视角不同。
• 在Mediator模式中，虽然也会发送通知，不过那不过是为了对Colleague角色进行仲裁而已。
  而在Observer模式中，将Subject角色的状态变化通知给Observer角色的目的则主要是为了使Subject角色和Observer角色同步。