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初识设计模式 - 观察者模式 - 程序员翔仔

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初识设计模式 - 观察者模式

观察者设计模式（Observer Design Pattern）的别名有很多，如发布 - 订阅（Publish/Subscribe）模式、模型 - 视图（Model/View）模式、源 - 监听（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。

无论是何种名称，其意图都是在对象之间定义一个一对多的依赖，当一个对象状态改变的时候，所有依赖的对象都会自动收到通知。

其主要解决了一个对象状态改变之后给其他对象通知的问题，而且考虑到易用性和低耦合，保证高度的协作性。

在发布 - 订阅模式当中，观察者就是订阅者，一般是需要定义一个抽象的观察者接口，其代码示例如下：

public interface Observer { void update(); }

具体的观察者类也很简单，只需要简单实现接口即可，其代码示例如下：

public class ConcreteObserver implements Observer { // 实现响应方法 public void update() { // 具体响应代码 }}

定义完订阅者，其次就是发布者，通常是将之定义为一个抽象的目标类，其代码示例如下：

public abstract class Subject { // 定义一个观察者集合存储所有观察者对象 protected List<Observer> observers = new ArrayList<>(); // 注册方法，用于向观察者集合增加一个观察者 public void attach(Observer observer) { observers.add(observer); } // 注销方法，用于向观察者集合删除一个观察者 public void detach(Observer observer) { observers.remove(observer); } // 声明抽象的通知方法，需要由子类具体实现 abstract void notifyObservers();}

根据不同的场景定义不一样的具体目标类，如下是一种代码示例：

public class ConcreteSubject extends Subject { // 实现具体的通知方法 @Override public void notifyObservers() { // 遍历观察者集合，调用每一个观察者的响应方法 for (Observer ob : observers) { ob.update(); } }}

观察者模式的主要优点如下：

  • 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离
  • 观察者模式在观察目标和观察者之间建立了一个抽象的耦合
  • 观察者模式支持广播通信，简化了一对多系统设计的难度
  • 增加新的具体观察者无需修改原有代码，符合开闭原则

观察者模式的主要缺点如下：

  • 如果目标对象的观察者有很多，将所有的观察者都通知到会非常耗时
  • 如果目标对象和观察者存在循环依赖，观察目标会触发它们之间进行循环调用，最终导致系统崩溃

观察者模式的适用场景如下：

  • 将具有依赖关系的两种抽象模型独立出来，使它们可以独立地改变和复用
  • 一个对象的改变将导致一个或多个其他对象也发生改变，但并不知道具体有多少对象将发生改变，也不知道这些对象是谁
  • 可以使用观察者模式创建一种链式触发机制

在 JDK 的 java.util 包中，提供了 Observer 接口和 Observable 类，它们构成了 JDK 对观察者模式的支持。

如下是 Observer 接口的源码：

@Deprecated(since = "9")public interface Observer { void update(Observable o, Object arg);}

如下是 Observable 类的部分源码：

@Deprecated(since = "9")public class Observable { private boolean changed = false; private Vector<Observer> obs; public Observable() { obs = new Vector<>(); } // 注册观察者，线程安全 public synchronized void addObserver(Observer o) { if (o == null) throw new NullPointerException(); // 注册时去重 if (!obs.contains(o)) { obs.addElement(o); } } // 注销观察者，线程安全 public synchronized void deleteObserver(Observer o) { obs.removeElement(o); } // 通知观察者，无参数模式 public void notifyObservers() { notifyObservers(null); } // 通知观察者，带参数模式 public void notifyObservers(Object arg) { // 保存观察者的状态，备忘录模式的简单应用 Object[] arrLocal; // 获取观察者时候锁住 synchronized (this) { if (!changed) return; arrLocal = obs.toArray(); clearChanged(); } // 逐一调用观察者的处理方法 for (int i = arrLocal.length - 1; i >= 0; i--) ((Observer) arrLocal[i]).update(this, arg); } public synchronized void deleteObservers() { obs.removeAllElements(); } protected synchronized void setChanged() { changed = true; } protected synchronized void clearChanged() { changed = false; } public synchronized boolean hasChanged() { return changed; } public synchronized int countObservers() { return obs.size(); }}

需要注意的是，在 JDK 9 之后已经不推荐使用 Observer 接口和 Observable 类。


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