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初识设计模式 - 观察者模式

网友: 文章列表 2024-03-21 17:37:54

初识设计模式 - 观察者模式

简介

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。

典型实现

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();





}





}





}






总结


优点


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
    • 



缺点


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
    • 



适用场景


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
    • 



源码


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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