23种设计模式之观察者模式
概述
观察者模式很好理解，类似于邮件订阅和RSS订阅，当我们浏览一些博客或wiki时，经常会看到RSS图标，就这的意思是，当你订阅了该文章，如果后续有更新，会及时通知你。其实，简单来讲就一句话：当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！对象之间是一种一对多的关系。
当对象间存在一对多关系时，则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知依赖它的对象。观察者模式属于行为型模式。类似于发布/订阅模式。
观察者模式的优缺点
优点
（1）观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，定义了稳定的消息传递机制，并抽象了更新接口，使得可以有各种各样的表示层充当具体的观察者角色。
（2）观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。观察者对象只需要维持一个抽象观察者的集合，无需了解其具体观察者。
（3）观察者模式支持广播通信，观察目标会向所有已注册的观察者发送通知，降低了一对多系统的设计难度。
（4）观察者模式满足开闭原则的要求，增加新的具体观察者无须修改原有的系统代码。
缺点
（1）如果一个观察目标对象有很多的直接观察者和间接观察者，那么所有的观察者接收到消息会耗费大量的时间。
（2）如果观察者和被观察者之间存在循环依赖，那么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，而仅仅只是知道目标观察对象发生了变化。
观察者模式应用场景
- 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。
- 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。
- 一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁。
- 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。
观察者模式的结构和实现
模式结构
- Subject（目标或主题） 它是指被观察的对象。我们在主题中定义一个观察者集合。一个观察者对象可以接收任意多个观察者。同时提供了一系列的方法管理这些观察者。 比如attach添加观察者到集合中，detach从集合中剔除观察者。notify通知集合中的所有观察者。
- ConcreteSubject（具体目标） 它拥有自己的状态，当它的状态的改变时就会通知各个观察者。 同时还实现了在目标类中定义的抽象逻辑方法（如果有的话）
- Observer（抽象观察者） 它是一个接口，观察者将对观察目标状态的改变做出相应的反应 该接口定义了更新数据的方法update
- ConcreteObserver（具体观察者） 具体观察者中会维护一个指向具体目标对象的引用，它存储了具体观察者的状态，这些状态和具体目标的状态要保持一致。 它实现了抽象观察者对象的updata方法。 通常在实现时，可以调用具体目标的attach和detach方法将自己加入到集合中或者从集合中剔除。
模式实现
观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。
ObserverPatternDemo，我们的演示类使用 Subject 和实体类对象来演示观察者模式。
public class Subject {
private List observers
= new ArrayList();
private int state;
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
notifyAllObservers();
}
public void attach(Observer observer){
observers.add(observer);
}
public void notifyAllObservers(){
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
public abstract class Observer {
protected Subject subject;
public abstract void update();
}
public class BinaryObserver extends Observer{
public BinaryObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Binary String: "
+ Integer.toBinaryString( subject.getState() ) );
}
}
public class OctalObserver extends Observer{
public OctalObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Octal String: "
+ Integer.toOctalString( subject.getState() ) );
}
}
public class HexaObserver extends Observer{
public HexaObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println( "Hex String: "
+ Integer.toHexString( subject.getState() ).toUpperCase() );
}
}
public class ObserverPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Subject subject = new Subject();
new HexaObserver(subject);
new OctalObserver(subject);
new BinaryObserver(subject);
System.out.println("First state change: 15");
subject.setState(15);
System.out.println("Second state change: 10");
subject.setState(10);
}
}输出结果
First state change: 15
Hex String: F
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Hex String: A
Octal String: 12
Binary String: 1010总结
优点： 1、观察者和被观察者是抽象耦合的。 2、建立一套触发机制。
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：
- 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。
- 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。
- 一个对象必须通知其他对象，而并不知道这些对象是谁。
- 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。
注意事项： 1、JAVA 中已经有了对观察者模式的支持类。 2、避免循环引用。 3、如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，一般采用异步方式。
腾讯云开发者
