設計模式解析-1：觀察者模式

一、接口回調

在學習觀察者模式以前，咱們先了解一下接口回調的概念。二者的原理有些相似，理解了接口回調就很是容易理解觀察者模式。

所謂接口回調通常應用的場合是：你不知道這個方法何時回返回，可是你但願在該方法結束的時候拿到方法執行的結果。常見的，好比一個方法內部開啓了線程，而咱們但願在線程執行結束的時候拿到線程的執行結果。

在下面的例子中，方法 cal() 定義了一個局部變量 i，隨後開啓了一個線程，並在線程執行的時候修改了 i 的值。咱們但願在線程執行完畢的時候達到 i 的執行結果。

public int cal() {
        int i;
        new Thread(new Runnable() { 
            Thread.sleep(3000); // throw ... ignore it
            i++; 
        }).start();
        return i;
    }
複製代碼

使用 return 確定不行，由於方法結束時，線程可能尚未結束，那麼 return 返回的結果是沒法被預料到的，多是線程執行完畢以後的，也多是沒有被線程修改就返回了的。

咱們可使用接口回調解決這個問題。咱們能夠在調用該方法的時候傳入一個接口 Callback 的實例。在線程中執行完全部的邏輯以後，咱們使用該接口的 call() 方法將 i 回調出來：

public void cal(Callback callback) {
        int i;
        new Thread(new Runnable() { 
            Thread.sleep(3000); // throw ... ignore it
            i++; 
            if (callback != null) {
                callback.call(i); // 1
            }
        }).start();
    }
複製代碼

固然，接口回調更像是將個人 call() 方法注入到了上述代碼中的 1 處。這近似於所謂的函數編程的概念，就是將接口做爲一個函數注入到了方法中。

接口回調有很是豐富的應用場景，典型的是一些異步的場景，好比 「監聽」 一個按鈕的執行結果等等。

二、觀察者模式

好了，瞭解了上面的接口回調以後，咱們來看下觀察者模式。首先，咱們來了解一下觀察者設計模式中的一些概念。

若是使用 1 中的的例子來作類比的話，那麼 i 就是咱們的主題(Subject)，咱們進行接口回調的類（將實現的 Callback 傳入到 cal 方法時所處的類）叫作觀察者(Subscriber)。

上面的是觀察者模式的UML模型。這裏的 Subject 接口就是主題的接口，而 ConcreteSubkect 是它的具體實現類，即具體的 主題。Observer 接口是觀察者的接口，ConcreteObserver 是具體的觀察者。一個主題每每會經過列表來維護一系列的觀察者，而後當主題發生變化的時候會便利這個列表來通知全部的觀察者。因此，這裏的 Subject 接口定義了三個方法，從上到下依次用於向主題中添加觀察者，從主題中移除觀察者以及通知全部的觀察者主題的更新。

下面咱們給出一份最簡單的觀察者設計模式的代碼：

1.首先是主題的定義類：

public class ConcreteSubject implements Subject {

        // 經過隊列維護觀察者列表
        private List<Observer> observers = new LinkedList<>();

        // 註冊一個觀察者
        @Override
        public void registerObserver(Observer o) {
            observers.add(o);
        }

        // 移除一個觀察者
        @Override
        public void removeObserver(Observer o) {
            int i = observers.indexOf(o);
            if (i >= 0) {
                observers.remove(o);
            } 
        }

        // 通知全部觀察者主題的更新
        @Override
        public void notifyObservers() {
            for (Observer o : observers) {
                o.method();
            }
        }
    }
複製代碼

2.接下來是觀察者的定義類：

public class ConcreteObserver implements Observer {
        
        // 該觀察者訂閱的主題
        private Subject subject;

        public ConcreteObserver(Subject subject) {
            this.subject = subject;
            // 將當前觀察者添加到主題訂閱列表中
            subject.registerObserver(this);
        }
        
        // 當主題發生變化的時候，主題會遍歷觀察者列表並經過調用該方法來通知觀察者
        @Override
        public void method() {
            // ... 
        }
    }
複製代碼

上面就是觀察者的基本的實現方式，這裏的實現邏輯比較簡單，但當你學習更加複雜的觀察者設計的以前理解它是頗有必要的。

三、總結

觀察者與被觀察者之間是屬於輕度的關聯關係，而且是抽象耦合的，這樣，對於二者來講都比較容易進行擴展。

觀察者模式是一種經常使用的觸發機制，它造成一條觸發鏈，依次對各個觀察者的方法進行處理。但同時，這也算是觀察者模式一個缺點，因爲是鏈式觸發，當觀察者比較多的時候，性能問題是比較使人擔心的。而且，在鏈式結構中，比較容易出現循環引用的錯誤，形成系統假死。而且由於觀察者列表中維護了一份觀察者的引用，當它們沒有被及時地釋放的話，可能會引發內存泄漏。