设计模式（五）观察者模式
1.观察者模式模式简介
定义
观察者模式（又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，属于行为型模式的一种，它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变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。
观察者模式结构图
- Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，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（具体被观察者），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送通知。
- Observer：抽象观察者，是观察者者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
- ConcrereObserver：具体观察者，是实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。
2.观察者模式简单实现
观察者模式这种发布-订阅的形式我们可以拿微信公众号来举例，假设微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者，有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号，当这个公众号更新时就会通知这些订阅的微信用户。好了我们来看看用代码如何实现：
抽象观察者（Observer）
里面定义了一个更新的方法：
public interface Observer {
public void update(String message);
}
具体观察者（ConcrereObserver）
微信用户是观察者，里面实现了更新的方法：
public class WeixinUser implements Observer {
// 微信用户名
private String name;
public WeixinUser(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void update(String message) {
System.out.println(name + "-" + message);
}
}
抽象被观察者（Subject）
抽象主题，提供了attach、detach、notify三个方法：
public interface Subject {
/**
* 增加订阅者
* @param observer
*/
public void attach(Observer observer);
/**
* 删除订阅者
* @param observer
*/
public void detach(Observer observer);
/**
* 通知订阅者更新消息
*/
public void notify(String message);
}
具体被观察者（ConcreteSubject）
微信公众号是具体主题（具体被观察者），里面存储了订阅该公众号的微信用户，并实现了抽象主题中的方法：
public class SubscriptionSubject implements Subject {
//储存订阅公众号的微信用户
private List<Observer> weixinUserlist = new ArrayList<Observer>();
@Override
public void attach(Observer observer) {
weixinUserlist.add(observer);
}
@Override
public void detach(Observer observer) {
weixinUserlist.remove(observer);
}
@Override
public void notify(String message) {
for (Observer observer : weixinUserlist) {
observer.update(message);
}
}
}
客户端调用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
SubscriptionSubject mSubscriptionSubject=new SubscriptionSubject();
//创建微信用户
WeixinUser user1=new WeixinUser("杨影枫");
WeixinUser user2=new WeixinUser("月眉儿");
WeixinUser user3=new WeixinUser("紫轩");
//订阅公众号
mSubscriptionSubject.attach(user1);
mSubscriptionSubject.attach(user2);
mSubscriptionSubject.attach(user3);
//公众号更新发出消息给订阅的微信用户
mSubscriptionSubject.notify("刘望舒的专栏更新了");
}
}
结果
杨影枫-刘望舒的专栏更新了
月眉儿-刘望舒的专栏更新了
紫轩-刘望舒的专栏更新了
3.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。
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的问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂，而且在Java中消息的通知一般是顺序执行，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步实现。
4.Android中的观察者模式
android源码中也有很多使用了观察者模式，比如OnClickListener、ContentObserver、android.database.Observable等；还有组件通讯库RxJava、RxAndroid、EventBus；在这里将拿我们最常用的Adapter的notifyDataSetChanged()方法来举例：
当我们用ListView的时候，数据发生变化的时候我们都会调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法，这个方法定义在BaseAdaper中，我们来看看BaseAdaper的部分源码：
public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
//数据集观察者
private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
public boolean hasStableIds() {
return false;
}
public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.registerObserver(observer);
}
public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
}
/**
* 当数据集变化时，通知所有观察者
*/
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}
很明显BaseAdapter用的是观察者模式，BaseAdapter是具体被观察者，接下来看看mDataSetObservable.notifyChanged()：
public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}
我们看到了mObservers，这就是观察者的集合，这些观察者是在ListView通过setAdaper()设置Adaper时产生的：
@Override
public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
}
...
super.setAdapter(adapter);
if (mAdapter != null) {
mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();
mOldItemCount = mItemCount;
mItemCount = mAdapter.getCount();
checkFocus();
//创建数据观察者
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
//注册观察者
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);
...
}
接下来看看观察者AdapterDataSetObserver中处理了什么：
class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
super.onChanged();
if (mFastScroller != null) {
mFastScroller.onSectionsChanged();
}
}
@Override
public void onInvalidated() {
super.onInvalidated();
if (mFastScroller != null) {
mFastScroller.onSectionsChanged();
}
}
}
从上面的代码看不出什么，再看看AdapterDataSetObserver的父类AdapterView的AdapterDataSetObserver：
class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {
private Parcelable mInstanceState = null;
@Override
public void onChanged() {
mDataChanged = true;
mOldItemCount = mItemCount;
mItemCount = getAdapter().getCount();
if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
mInstanceState = null;
} else {
rememberSyncState();
}
checkFocus();
//重新布局
requestLayout();
}
...
public void clearSavedState() {
mInstanceState = null;
}
}
我们看到在onChanged()方法中调用了requestLayout()方法来重新进行布局。好了，看到这里我们都明白了，当ListView的数据发生变化时，我们调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法，这个方法又会调用观察者们（AdapterDataSetObserver）的onChanged()方法，onChanged()方法又会调用requestLayout()方法来重新进行布局。
