觀察者模式 Observer 發佈訂閱模式源監聽行爲型設計模式（二十三）

時間 2019-11-06

標籤觀察者模式 observer 發佈訂閱監聽行爲設計二十三欄目 Hadoop 简体版

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觀察者模式 Observer

意圖

定義對象一種一對多的依賴關係，當一個對象的狀態發生改變時，全部依賴他的對象都獲得通知並自動更新。

別名：依賴（Dependents），發佈訂閱（Publish-Subscribe）源-監聽（Source-Listener）

《Hold On, We're Going Home》是加拿大說唱歌手德雷克與製做組合Majid Jordan合做的節奏布魯斯歌曲

第一句「I got my eyes on you」就是「我一直關注你」

I got my eyes on you,

You're everything that I see

I want your hot love and emotion, endlessly

I can't get over you,

You left your mark on me......

電視劇中，也是常常出現」觀察、監視「，好比《黎明以前》

是劉江執導2010年出品的諜戰劇，由吳秀波、林永健、陸劍民、海清等領銜主演。豆瓣評分高達9.2。

有一段周漢亭被盯梢的橋段，有負責門口監視的，有負責電話彙報狀況的，有負責指揮的....他的一舉一動都在敵人的監視以內，引起無數個探子連鎖行動。

歌詞中由於喜歡妹子因此持續關注，妹子是目標，歌手是觀察者。

電視劇中敵人爲了破壞我黨工做，因此監視，周漢亭是目標，衆多探子是觀察者。

經過對目標的觀察，觀察者能夠得到事物的動向狀況，進而作出進一步的行動。這就是觀察。

在程序中，也常常會出現這種場景

一個系統中必然由多個相互協做的類組成，很常見的問題就是維持狀態的一致性或者說聯動效果。

觀察者模式就是爲了解決這種問題，處理「協做者」之間的一致性與聯動問題。

好比，數據庫中對某個字段進行了更新，可能須要同步修改其餘字段

好比，執行一個main方法，IDE的窗口的聯動效果，以下圖所示，點擊run執行後

底部狀態欄會顯示Build狀態，很快完成後就開始運行，側邊欄顯示運行狀態，而後控制檯打印輸出信息

這是一系列的聯動效果

好比，同一份數據有多種圖表展現，若是數據發生變化，每一個圖表都須要發生變化

結構

假設目標爲Subject ，觀察者爲Observer（一個或者多個）

最簡單的實現方式，就是Subject直接調用Observer的方法。

當事件發生後，直接調用Observer的相關方法。

僞代碼以下

Subject內使用List維護觀察者

當事件發生，也就是方法f（）中，循環通知觀察者

省略了觀察者的維護工做，也就是添加和刪除

class Subject{
List<Observer> observerList = new ArrayList<>();
void f(){
//do sth...
for(Observer o:observerList){
//調用相關方法
o.doSthElse();
}
}

依賴倒置原則中，要求應該面向抽象進行編程，而不是面向細節。

上面的結構中，不論是目標仍是觀察者的擴展都不方便，因此抽象提取。

這就是觀察者模式的基本結構。

抽象觀察者角色Observer

爲全部的具體的觀察者定義一個接口，獲得主題的通知信息後，進行同步響應。

通常包含一個方法叫作update（）用以同步響應

抽象主題角色Subject

主題角色把全部觀察者對象保存在集合中，提供管理工做，添加和刪除

而且，提供通知工做，也就是調用相關觀察者的update

具體主題角色ConcreteSubject

實現抽象主題接口協議，當狀態方式發生變化時，對觀察者進行通知

具體觀察者角色ConcreteObserver

實現抽象觀察者定義的接口，完成自身相關的同步更新活動

代碼示例

抽象觀察者角色,提供統一的更新方法

package observer;
public interface Observer {
void update();
}

抽象的Subject，內部使用List<Observer>保存觀察者對象

提供了attach和dettach方法用於添加和刪除觀察者

而且提供了通知方法，就是遍歷調用Observer

package observer;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
 
public abstract class Subject {
 
    List<Observer> observerList;
     
    Subject() {
        observerList = new LinkedList<>();
    }
     
    void attach(Observer o) {
        observerList.add(o);
    }
     
    void dettach(Observer o) {
        observerList.remove(o);
    }
     
    void notifyObservers() {
        for (Observer o : observerList) {
            o.update();
        }
    }
}

具體的主題角色，他有一個行動方法，行動後通知其餘的觀察者

觀察者在父類中列表裏面定義

package observer;
public class ConcreteSubject extends Subject {
    public void action() {
        System.out.println("下雨了");
        super.notifyObservers();
    }
}

具體的觀察者，實現具體的行動

package observer;
public class ConcreateObserver implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("那我收衣服了");
    }
}

測試代碼

package observer;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
        Observer o1 = new ConcreateObserver();
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        subject.attach(o1);
        subject.action();
    }
}

若是新增長一個觀察者

package observer;
public class ConcreteObserver1 implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("那我得把窗戶關上");
    }
}

測試代碼

如上圖所示，有兩個觀察者（好比張三和李四），當包租婆大喊一聲下雨了以後，他們都獲得通知

張三去收衣服了，李四把本身的窗戶關上了

以上就是觀察者模式的簡單示例。

觀察者模式的核心在於對於觀察者的管理和維護，以及發送通知。

消息的發佈訂閱，在程序中就是消息發佈者調用訂閱者的相關方法

觀察者模式將發佈者與訂閱者進行解耦，再也不是直接的方法調用，經過引入Observer角色，完成了發佈者與具體訂閱者之間的解耦

也是一種形式的「方法調用」的解耦

Java的觀察者模式

觀察者接口Observer
是一個interface，定義了一個update方法
void update(Observable o, Object arg);
接受兩個參數，一個是被觀察對象，一個是參數

被觀察角色Observerable 等同於前文Subject

內部使用Vector維護觀察者Observer

提供了對觀察者的管理相關方法，添加、刪除、計算個數、刪除、刪除全部等

Observerable內部使用標誌位記錄是否已經發生變化

private boolean changed = false;

發生變更後，設置爲true，通知後設置爲false

addObserver(Observer o)	添加指定觀察者
deleteObserver(Observer o)	刪除指定觀察者
deleteObservers()	刪除全部觀察者
countObservers	返回觀察者個數
notifyObservers() notifyObservers(Object arg)	通知全部觀察者一個無參，一個有參參數傳遞給Observer的update

Observerable的實現原理很簡單：

使用Vector保存觀察者，提供了添加、刪除、刪除所有的方法，而且能夠返回觀察者的個數。
若是的確發生變更，將會通知全部的觀察者

提供了兩個版本的notifyObservers，一個有參，有個無參，參數對應update方法的第二個參數

通知後，將會清除變更狀態

Observable中Vector<Observer>是私有的，也並無提供訪問器，只是能夠添加、刪除、或者清除全部

因此子類並不知道具體的Observer

代碼示例

package observer.java;
import java.util.Observable;
public class Subject extends Observable {
    public void changeState() {
        System.out.println("下雨了........");
        setChanged();
        notifyObservers();
    }
}

package observer.java;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Watcher1 implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("被觀察者:" + o + " ,參數 " + arg + " ,觀察者1");
    }
}

package observer.java;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Watcher2 implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("被觀察者:" + o + " ,參數 " + arg + " ,觀察者2");
    }
}