設(shè)計(jì)模式走一遍---觀察者模式

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紅燈車(chē)過(guò),人停;綠燈人過(guò),車(chē)停。每天走在馬路上,到處可見(jiàn)紅綠燈指揮著我們什么時(shí)候可以過(guò)馬路,什么時(shí)候不能過(guò)馬路。無(wú)論是人還是車(chē),都時(shí)刻關(guān)注著紅綠燈的狀態(tài),一旦紅綠燈的狀態(tài)發(fā)生了改變,我們總能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn),并且做出相應(yīng)的響應(yīng).....說(shuō)真,紅綠燈真的是個(gè)偉大的發(fā)明。

說(shuō)到觀察者模式,無(wú)非就是觀察者被觀察者之間牽扯到的一些關(guān)系。在上面的紅綠燈例子中,紅綠燈就如同被觀察者,我們又稱(chēng)之為觀察目標(biāo),而人行者或開(kāi)著車(chē)的人就如同觀察者,時(shí)刻觀察著紅綠燈的變化,紅綠燈一旦發(fā)生變化,便會(huì)馬上通知觀察者,觀察者也經(jīng)常會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)。

下面我們說(shuō)下觀察者模式的定義:

觀察者模式定義了對(duì)象之間的一種一對(duì)多依賴(lài)關(guān)系,使得每當(dāng)一個(gè)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),其相關(guān)依賴(lài)對(duì)象皆得到通知并被自動(dòng)更新。

觀察者模式的別名包括發(fā)布-訂閱(Publish/Subscribe)模式、模型-視圖(Model/View)模式、源-監(jiān)聽(tīng)器(Source/Listener)模式或從屬者(Dependents)模式。

上面的例子中,紅綠燈就相當(dāng)于,而路上的人就相當(dāng)于,每次紅路燈這個(gè)目標(biāo)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化,就會(huì)通知眾多的觀察者(人)。而觀察者一般也會(huì)做出對(duì)象的響應(yīng)

觀察者模式屬于行為型模式

2

觀察者模式主要解決的問(wèn)題:一方的狀態(tài)發(fā)生了變化,依賴(lài)于這一方的觀察者立即能收到通知。

例如我們平時(shí)訂閱的微信公眾號(hào),一旦公眾號(hào)有新的文章發(fā)布,訂閱者能夠立即收到新的文章推送。

這里需要注意的是,目標(biāo)對(duì)象會(huì)把狀態(tài)的變化通知所有觀察者,而不管觀察者的具體身份。自己也并不知道通知的這個(gè)人究竟是誰(shuí)。

3

觀察者模式一般包含如下四個(gè)角色:

  1. Subject:目標(biāo)對(duì)象,一般設(shè)計(jì)成抽象類(lèi)
  2. ConcreteSubject:具體目標(biāo)對(duì)象,Subject的子類(lèi)。
  3. Observer:觀察者,一般設(shè)計(jì)為接口
  4. ConcreteObserver:具體觀察者,Observer的實(shí)現(xiàn)者

結(jié)構(gòu)圖:

image

下面具體介紹下這四個(gè)角色:

Subject(目標(biāo)):目標(biāo)又被稱(chēng)為主題,指被觀察的對(duì)象,即被觀察者。一般我們會(huì)在在目標(biāo)中定義一個(gè)觀察者集合,用來(lái)管理觀察者。一個(gè)觀察目標(biāo)可以接受任意數(shù)量的觀察者來(lái)觀察,它提供一系列方法來(lái)增加和刪除觀察者對(duì)象,如attach()方法與detach()方法;同時(shí)也會(huì)定義通知方法notify()。目標(biāo)類(lèi)可以是接口,也可以是抽象類(lèi)或具體類(lèi),但一般我們?cè)O(shè)計(jì)為抽象類(lèi)。

ConcreteSubject(具體目標(biāo)):具體目標(biāo)是目標(biāo)類(lèi)的子類(lèi)(接口的實(shí)現(xiàn)者),通常它包含有經(jīng)常發(fā)生改變的數(shù)據(jù),當(dāng)它的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),向它的各個(gè)觀察者發(fā)出通知;同時(shí)它還實(shí)現(xiàn)了在目標(biāo)類(lèi)中定義的抽象業(yè)務(wù)邏輯方法

Observer(觀察者):觀察者角色一般是一個(gè)接口,它會(huì)有一個(gè)update方法,當(dāng)目標(biāo)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),這個(gè)方法就會(huì)被調(diào)用。

ConcreteObserver(具體觀察者):觀察者接口的實(shí)現(xiàn)者,在這個(gè)角色中,將會(huì)定義目標(biāo)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所要處理的邏輯。

觀察者模式一般的代碼實(shí)現(xiàn):

1.目標(biāo)對(duì)象與具體目標(biāo)對(duì)象代碼示例

public abstract class Subject {  
    //定義一個(gè)觀察者集合用于存儲(chǔ)所有觀察者對(duì)象  
protected List<Observer> observers = new ArrayList();  

    //注冊(cè)方法,用于向觀察者集合中增加一個(gè)觀察者  
    public void attach(Observer observer) {  
    observers.add(observer);  
}  

    //注銷(xiāo)方法,用于在觀察者集合中刪除一個(gè)觀察者  
    public void detach(Observer observer) {  
    observers.remove(observer);  
}  

    //聲明抽象通知方法  
    public abstract void notify();  
    
    //其他方法
}  


//具體目標(biāo)類(lèi)ConcreteSubject是實(shí)現(xiàn)了抽象目標(biāo)類(lèi)Subject的一個(gè)具體子類(lèi)
//其典型代碼如下所示:

class ConcreteSubject extends Subject {  

    //實(shí)現(xiàn)通知方法  
    public void notify() {  
    System.out.println("目標(biāo)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化了")
    //遍歷觀察者集合,調(diào)用每一個(gè)觀察者的響應(yīng)方法  
        for(Observer obs:observers) {  
            obs.update();  
        }  
    }     
}

2.觀察者與具體觀察者代碼示例

interface Observer {  
    //聲明響應(yīng)方法  
    public void update();  
}  

//在具體觀察者ConcreteObserver中實(shí)現(xiàn)了update()方法
//其典型代碼如下所示:
class ConcreteObserver implements Observer {  
    //實(shí)現(xiàn)響應(yīng)方法  
    public void update() {  
        System.out.println("觀察者收到通知,正在做相應(yīng)的處理")  
    }  
}

3.測(cè)試代碼

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        Subject sub = new ConcreteSubject();
        sub.attach(new ConcreteObserver());
        //假設(shè)狀態(tài)發(fā)生了變化調(diào)用notify()方法
        sub.notify();
    }
}

4.打印結(jié)果

目標(biāo)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化了
觀察者收到通知,正在做相應(yīng)的處理

4

優(yōu)點(diǎn):

1、從例子中我們可以看出觀察者和被觀察者是抽象耦合的,只有輕微的關(guān)聯(lián)關(guān)系

2、建立一套觸發(fā)機(jī)制。目標(biāo)對(duì)象一旦發(fā)生變化,便會(huì)觸發(fā)廣播通知,觀察者一旦收到通知,也會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的響應(yīng)。

缺點(diǎn):

1、如果一個(gè)被觀察者對(duì)象有很多的直接和間接的觀察者的話,將所有的觀察者都通知到會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間。

2、如果在觀察者和觀察目標(biāo)之間有循環(huán)依賴(lài)的話,觀察目標(biāo)會(huì)觸發(fā)它們之間進(jìn)行循環(huán)調(diào)用,可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

3、觀察者模式?jīng)]有相應(yīng)的機(jī)制讓觀察者知道所觀察的目標(biāo)對(duì)象是怎么發(fā)生變化的,而僅僅只是知道觀察目標(biāo)發(fā)生了變化。

使用場(chǎng)景:

1.一個(gè)抽象模型有兩個(gè)方面,其中一個(gè)方面依賴(lài)于另一個(gè)方面。將這些方面封裝在獨(dú)立的對(duì)象中使它們可以各自獨(dú)立地改變和復(fù)用。

2.一個(gè)對(duì)象的改變將導(dǎo)致其他一個(gè)或多個(gè)對(duì)象也發(fā)生改變,而不知道具體有多少對(duì)象將發(fā)生改變,可以降低對(duì)象之間的耦合度。

3.一個(gè)對(duì)象必須通知其他對(duì)象,而并不知道這些對(duì)象是誰(shuí)。

4.需要在系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)觸發(fā)鏈,A對(duì)象的行為將影響B(tài)對(duì)象,B對(duì)象的行為將影響C對(duì)象……,可以使用觀察者模式創(chuàng)建一種鏈?zhǔn)接|發(fā)機(jī)制

最后

Java語(yǔ)言中也有提供了Observer接口,下一篇簡(jiǎn)單講解使用下。

參考書(shū)籍:

1.設(shè)計(jì)模式j(luò)ava版。

2.Head First設(shè)計(jì)模式

3.菜鳥(niǎo)教程網(wǎng)站

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