设计模式走一遍---观察者模式

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红灯车过,人停;绿灯人过,车停。每天走在马路上,到处可见红绿灯指挥着我们什么时候可以过马路,什么时候不能过马路。无论是人还是车,都时刻关注着红绿灯的状态,一旦红绿灯的状态发生了改变,我们总能第一时间发现,并且做出相应的响应…..说真,红绿灯真的是个伟大的发明。

说到观察者模式,无非就是观察者被观察者之间牵扯到的一些关系。在上面的红绿灯例子中,红绿灯就如同被观察者,我们又称之为观察目标,而人行者或开着车的人就如同观察者,时刻观察着红绿灯的变化,红绿灯一旦发生变化,便会马上通知观察者,观察者也经常会做出相应的反应。

下面我们说下观察者模式的定义:

观察者模式定义了对象之间的一种一对多依赖关系,使得每当一个对象状态发生改变时,其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。

观察者模式的别名包括发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。

上面的例子中,红绿灯就相当于,而路上的人就相当于,每次红路灯这个目标对象的状态发生变化,就会通知众多的观察者(人)。而观察者一般也会做出对象的响应

观察者模式属于行为型模式

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观察者模式主要解决的问题:一方的状态发生了变化,依赖于这一方的观察者立即能收到通知。

例如我们平时订阅的微信公众号,一旦公众号有新的文章发布,订阅者能够立即收到新的文章推送。

这里需要注意的是,目标对象会把状态的变化通知所有观察者,而不管观察者的具体身份。自己也并不知道通知的这个人究竟是谁。

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观察者模式一般包含如下四个角色:

  1. Subject:目标对象,一般设计成抽象类
  2. ConcreteSubject:具体目标对象,Subject的子类。
  3. Observer:观察者,一般设计为接口
  4. ConcreteObserver:具体观察者,Observer的实现者

结构图:

下面具体介绍下这四个角色:

Subject(目标):目标又被称为主题,指被观察的对象,即被观察者。一般我们会在在目标中定义一个观察者集合,用来管理观察者。一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察,它提供一系列方法来增加和删除观察者对象,如attach()方法与detach()方法;同时也会定义通知方法notify()。目标类可以是接口,也可以是抽象类或具体类,但一般我们设计为抽象类。

ConcreteSubject(具体目标):具体目标是目标类的子类(接口的实现者),通常它包含有经常发生改变的数据,当它的状态发生改变时,向它的各个观察者发出通知;同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法

Observer(观察者):观察者角色一般是一个接口,它会有一个update方法,当目标对象的状态发生改变时,这个方法就会被调用。

ConcreteObserver(具体观察者):观察者接口的实现者,在这个角色中,将会定义目标对象状态发生变化时所要处理的逻辑。

观察者模式一般的代码实现:

1.目标对象与具体目标对象代码示例

public abstract class Subject {  
  //定义一个观察者集合用于存储所有观察者对象  
protected List<Observer> observers = new ArrayList();  

    //注册方法,用于向观察者集合中增加一个观察者  
    public void attach(Observer observer) {  
    observers.add(observer);  
}  

    //注销方法,用于在观察者集合中删除一个观察者  
    public void detach(Observer observer) {  
    observers.remove(observer);  
}  

    //声明抽象通知方法  
    public abstract void notify();  

    //其他方法
}  

//具体目标类ConcreteSubject是实现了
//抽象目标类Subject的一个具体子类
//其典型代码如下所示:

class ConcreteSubject extends Subject {  

    //实现通知方法  
    public void notify() {  
    System.out.println("目标对象状态发生变化了")
    //遍历观察者集合,调用每一个观察者的响应方法  
        for(Observer obs:observers) {  
            obs.update();  
        }  
    }     
}

2.观察者与具体观察者代码示例

interface Observer {  
    //声明响应方法  
    public void update();  
}  

//在具体观察者ConcreteObserver中实现了update()方法
//其典型代码如下所示:
class ConcreteObserver implements Observer {  
    //实现响应方法  
    public void update() {  
        System.out.println("观察者收到通知,正在做相应的处理")  
    }  
}

3.测试代码

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        Subject sub = new ConcreteSubject();
        sub.attach(new ConcreteObserver());
        //假设状态发生了变化调用notify()方法
        sub.notify();
    }
}

4.打印结果

目标对象状态发生变化了
观察者收到通知,正在做相应的处理

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优点:

1、从例子中我们可以看出观察者和被观察者是抽象耦合的,只有轻微的关联关系

2、建立一套触发机制。目标对象一旦发生变化,便会触发广播通知,观察者一旦收到通知,也会触发相应的响应。

缺点:

1、如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话,将所有的观察者都通知到会花费很多时间。

2、如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃。

3、观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的,而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

使用场景:

1.一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。

2.一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变,而不知道具体有多少对象将发生改变,可以降低对象之间的耦合度。

3.一个对象必须通知其他对象,而并不知道这些对象是谁。

4.需要在系统中创建一个触发链,A对象的行为将影响B对象,B对象的行为将影响C对象……,可以使用观察者模式创建一种链式触发机制

最后

Java语言中也有提供了Observer接口,下一篇简单讲解使用下。

参考书籍:

1.设计模式java版。

2.Head First设计模式

3.菜鸟教程网站

原文发布于微信公众号 - 苦逼的码农(di201805)

原文发表时间:2018-09-04

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