23种设计模式(8):观察者模式

定义:定义对象间一种一对多的依赖关系,使得当每一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

类型:行为类模式

类图:

在软件系统中经常会有这样的需求:如果一个对象的状态发生改变,某些与它相关的对象也要随之做出相应的变化。比如,我们要设计一个右键菜单的功能,只要在软件的有效区域内点击鼠标右键,就会弹出一个菜单;再比如,我们要设计一个自动部署的功能,就像eclipse开发时,只要修改了文件,eclipse就会自动将修改的文件部署到服务器中。这两个功能有一个相似的地方,那就是一个对象要时刻监听着另一个对象,只要它的状态一发生改变,自己随之要做出相应的行动。其实,能够实现这一点的方案很多,但是,无疑使用观察者模式是一个主流的选择。

观察者模式的结构

在最基础的观察者模式中,包括以下四个角色:

  • 被观察者:从类图中可以看到,类中有一个用来存放观察者对象的Vector容器(之所以使用Vector而不使用List,是因为多线程操作时,Vector在是安全的,而List则是不安全的),这个Vector容器是被观察者类的核心,另外还有三个方法:attach方法是向这个容器中添加观察者对象;detach方法是从容器中移除观察者对象;notify方法是依次调用观察者对象的对应方法。这个角色可以是接口,也可以是抽象类或者具体的类,因为很多情况下会与其他的模式混用,所以使用抽象类的情况比较多。
  • 观察者:观察者角色一般是一个接口,它只有一个update方法,在被观察者状态发生变化时,这个方法就会被触发调用。
  • 具体的被观察者:使用这个角色是为了便于扩展,可以在此角色中定义具体的业务逻辑。
  • 具体的观察者:观察者接口的具体实现,在这个角色中,将定义被观察者对象状态发生变化时所要处理的逻辑。

观察者模式代码实现

abstract class Subject {
	private Vector<Observer> obs = new Vector<Observer>();

	public void addObserver(Observer obs){
		this.obs.add(obs);
	}
	public void delObserver(Observer obs){
		this.obs.remove(obs);
	}
	protected void notifyObserver(){
		for(Observer o: obs){
			o.update();
		}
	}
	public abstract void doSomething();
}

class ConcreteSubject extends Subject {
	public void doSomething(){
		System.out.println("被观察者事件反生");
		this.notifyObserver();
	}
}
interface Observer {
	public void update();
}
class ConcreteObserver1 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("观察者1收到信息,并进行处理。");
	}
}
class ConcreteObserver2 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("观察者2收到信息,并进行处理。");
	}
}

public class Client {
	public static void main(String[] args){
		Subject sub = new ConcreteSubject();
		sub.addObserver(new ConcreteObserver1()); //添加观察者1
		sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //添加观察者2
		sub.doSomething();
	}
}

运行结果

被观察者事件反生

观察者1收到信息,并进行处理。

观察者2收到信息,并进行处理。

通过运行结果可以看到,我们只调用了Subject的方法,但同时两个观察者的相关方法都被同时调用了。仔细看一下代码,其实很简单,无非就是在Subject类中关联一下Observer类,并且在doSomething方法中遍历一下Observer的update方法就行了。

观察者模式的优点

观察者与被观察者之间是属于轻度的关联关系,并且是抽象耦合的,这样,对于两者来说都比较容易进行扩展。

观察者模式是一种常用的触发机制,它形成一条触发链,依次对各个观察者的方法进行处理。但同时,这也算是观察者模式一个缺点,由于是链式触发,当观察者比较多的时候,性能问题是比较令人担忧的。并且,在链式结构中,比较容易出现循环引用的错误,造成系统假死。

总结

java语言中,有一个接口Observer,以及它的实现类Observable,对观察者角色常进行了实现。我们可以在jdk的api文档具体查看这两个类的使用方法。

做过VC++、javascript DOM或者AWT开发的朋友都对它们的事件处理感到神奇,了解了观察者模式,就对事件处理机制的原理有了一定的了解了。如果要设计一个事件触发处理机制的功能,使用观察者模式是一个不错的选择,AWT中的事件处理DEM(委派事件模型Delegation Event Model)就是使用观察者模式实现的。



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