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设计模式之观察者模式

jiezi

0x01. 定义与类型

  • 定义：定义了对象之间的一对多依赖，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，当主题对象发生变化时，它的所有依赖者（观察者）都会收到通知并更新。
  • 类型：行为型
  • UML 类图

  • 示例代码实现
/**
 * 被观察实例抽象定义
 */
public abstract class Subject {

    /**
     * 观察者数组
     */
    protected List<Observer> observers;

    /**
     * 添加一个观察者
     * @param observer
     */
    public abstract void add(Observer observer);

    /**
     * 删除一个观察者
     * @param observer
     */
    public abstract void remove(Observer observer);


    /**
     * 通知观察者
     */
    public abstract void notifyObserver();}

/**
 * 观察者接口
 */
public interface Observer {void response();
}

/**
 * 被观察的实例
 */
public class ConcreteSubject extends Subject {public ConcreteSubject() {super.observers = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void add(Observer observer) {this.observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void remove(Observer observer) {this.observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {for (Observer observer : this.observers) {observer.response();
        }
    }
}

/**
 * 观察者 1
 */
public class ConcreteObserver1 implements Observer {
    @Override
    public void response() {System.out.println("通知观察者 1");
    }
}

/**
 * 观察者 2
 */
public class ConcreteObserver2 implements Observer {
    @Override
    public void response() {System.out.println("通知观察者 2");
    }
}
  • 测试与应用
/**
 * 测试与应用
 */
public class Test {public static void main(String[] args) {
        // 创建实例
        Subject subject = new ConcreteSubject();

        // 创建观察者对象
        Observer observer1 = new ConcreteObserver1();
        Observer observer2 = new ConcreteObserver2();

        // 添加观察者对象
        subject.add(observer1);
        subject.add(observer2);

        // 通知观察者
        subject.notifyObserver();}
}
  • 输出结果
通知观察者 1
通知观察者 2

  • 角色介绍：

    • 抽象被观察者角色（Subject）：也就是一个抽象主题，它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，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角色。一般用一个抽象类和接口来实现。
    • 观察者角色接口（Observer）：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。
    • 具体被观察者角色（ConcreteSubject）：也就是一个具体的主题，在集体主题的内部状态改变时，所有登记过的观察者发出通知。
    • 具体观察者角色（ConcreteObserver）：实现抽象观察者角色所需要的更新接口，一边使本身的状态与主题的状态相协调。

0x02. 适用场景

  • 关联行为场景，建立一套触发机制

0x03. 优缺点

1. 优点

  • 观察者和被观察者之间建立一个抽象的耦合
  • 观察者模式支持广播通信

2. 缺点

  • 观察者之间有过多的细节依赖，提高时间消耗以及程序复杂度
  • 使用要得当，要避免循环调用

0x04. 代码示例

使用 jdk 观察者工具类实现，学生提出问题，多个老师接收问题。

  • 具体实现
/**
 * 观察者
 */
public class Teacher implements Observer {

    private String teacherName;

    public Teacher(String teacherName) {this.teacherName = teacherName;}

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {Course course = (Course) o;
        Question question = (Question) arg;

        System.out.println(teacherName + "老师的" + course.getCourseName()
                + "课程接收到一个" + question.getUsername()
                + "提出的" + question.getQuestionContent() + "问题");
    }
}

/**
 * 被观察对象实体
 */
public class Course extends Observable {

    private String courseName;

    public Course(String courseName) {this.courseName = courseName;}

    public String getCourseName() {return courseName;}

    public void produceQuestion(Course course, Question question) {System.out.println(question.getUsername() + "在" + course.getCourseName() + "提交了一个问题。");
        setChanged();
        notifyObservers(question);
    }
}

/**
 * 问题实体
 */
public class Question {

    private String username;

    private String questionContent;

    public String getUsername() {return username;}

    public void setUsername(String username) {this.username = username;}

    public String getQuestionContent() {return questionContent;}

    public void setQuestionContent(String questionContent) {this.questionContent = questionContent;}
}
  • 测试与应用
/**
 * 测试类
 */
public class Test {public static void main(String[] args) {Course course = new Course("Javas 设计模式精讲");
        Teacher teacher1 = new Teacher("Alpha");
        Teacher teacher2 = new Teacher("Beta");

        course.addObserver(teacher1);
        course.addObserver(teacher2);

        // 业务逻辑代码
        Question question = new Question();
        question.setUsername("K.O");
        question.setQuestionContent("Java 的主函数如何编写");

        course.produceQuestion(course, question);

    }
}
  • 输出
K.O 在 Javas 设计模式精讲提交了一个问题。Beta 老师的 Javas 设计模式精讲课程接收到一个 K.O 提出的 Java 的主函数如何编写问题
Alpha 老师的 Javas 设计模式精讲课程接收到一个 K.O 提出的 Java 的主函数如何编写问题
  • UML 类图

0x05. 扩展

  • google guava 中的 @Subscribe 注解
public class GuavaEvent {

    @Subscribe
    public void subscribe(String str)  {
        // 业务逻辑
        System.out.println("执行 subscribe 方法，传入的参数是：" + str);
    }

}
  • 测试类
/**
 * 测试
 */
public class Test {public static void main(String[] args) {EventBus eventBus = new EventBus();
        GuavaEvent guavaEvent = new GuavaEvent();
        eventBus.register(guavaEvent);
        eventBus.post("post 的内容");
    }
}
  • 输出结果
执行 subscribe 方法，传入的参数是：post 的内容
  • EventBus会把消息发送到注册的类带有 @Subscribe 的方法中。使用 guava 可以更容易的使用观察者模式。

0x06. 源码中的观察者模式

  • awt 桌面程序，Event
  • Listener

0x07. 源码地址

  • 设计模式之观察者模式：https://github.com/sigmaol/design-pattern/tree/master/observer

0x08. 推荐阅读

  • 慕课网设计模式精讲: https://coding.imooc.com/class/270.html
  • JAVA 设计模式之观察者模式: https://www.cnblogs.com/luohanguo/p/7825656.html
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