【趣味设计模式系列】之【观察者模式】

时间  2019-11-18
标签 趣味设计模式系列 观察者模式 栏目 兴趣爱好 繁體版
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1. 简介

观察者模式（Observer Pattern），也叫作发布订阅模式（Publish-Subscribe），它定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则全部依赖于它的对象都会获得通知并被自动更新。java

2. 图解

水果店进口水果销量良好，特别是进口蛇果，目前还没到货，有几个女孩小美、小静、小陶想预约进口蛇果，在到货以前就给水果老板说过，等到货后电话或者微信第一时间通知她们。
数组

3. 案例实现

类图以下
安全

  • 定义预约顾客为观察者接口Observer，当收到被观察者通知后，执行update()方法；
  • 定义水果店水果为被观察者抽象类FruitObservable，持有一个类型为Vector<Observer>的属性，存放观察者集合，同时定义三个方法addObserver()，deleteObserver()，notifyObservers()，分别为添加预约顾客，删除预约顾客，通知已预订顾客；
  • 定义FruitObservable抽象接口的实现类为进口蛇果ImportedRedDeliciousApple；
  • 定义Observer接口的实现类为预约进口蛇果的客户类CustomerObserver；

代码实现以下微信

package com.wzj.observer.example1;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 14:53
 * @Desc: 观察者接口类
 */
public interface Observer {
    //收到通知后观察者更新
    void update();
}
package com.wzj.observer.example1;

import java.util.Vector;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 14:50
 * @Desc: 水果店被观察者类
 */
public abstract class FruitObservable {

    //线程安全的容器类
    protected Vector<Observer> obs = new Vector<>();

    //添加预约顾客
    public void addObserver(Observer o) {
        obs.addElement(o);
    }

    //删除固定顾客
    public void deleteObserver(Observer o) {
        obs.removeElement(o);
    }

    //通知已预约顾客
    public abstract void notifyObservers();
}
package com.wzj.observer.example1;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 15:19
 * @Desc: 进口蛇果类
 */
public class ImportedRedDeliciousApple extends FruitObservable {

    @Override
    public void notifyObservers() {
        System.out.println("通知: 进口蛇果已到...");
        for(Observer o : obs) {
            //通知每位预约顾客
            o.update();
        }
    }
}
package com.wzj.observer.example1;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 15:25
 * @Desc: 预约进口蛇果的客户类
 */
public class CustomerObserver implements Observer {

    //观察者姓名
    private String name;


    public CustomerObserver(String name){
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println(name + "已收到通知, 将立马过来购买！");
    }
}

客户端测试类多线程

package com.wzj.observer.example1;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 15:38
 * @Desc:
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //进口蛇果
        ImportedRedDeliciousApple apple = new ImportedRedDeliciousApple();

        //初始化预约客户类
        CustomerObserver mei = new CustomerObserver("小美");
        CustomerObserver jing = new CustomerObserver("小静");
        CustomerObserver tao = new CustomerObserver("小陶");

        //将小美、小静、小陶加入水果店的预约客户列表中
        apple.addObserver(mei);
        apple.addObserver(jing);
        apple.addObserver(tao);

        //通知客户
        apple.notifyObservers();
    }

}

执行结果以下app

通知: 进口蛇果已到...
小美已收到通知, 将立马过来购买！
小静已收到通知, 将立马过来购买！
小陶已收到通知, 将立马过来购买！

3. JDK中自带实现与源码分析

类图以下
异步


  • JDK自带接口Observer，当收到被观察者通知后，执行update()方法；
  • JDK自带接口Observable，boolean类型的属性changed表示状态是否变化，持有一个类型为Vector<Observer>的属性obs；
  • 定义Observable抽象接口的实现类为进口蛇果ImportedRedDeliciousApple；
  • 定义Observer接口的实现类为预约进口蛇果的客户类CustomerObserver；

代码实现以下ide

package com.wzj.observer.example2;


import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 17:09
 * @Desc: 预约客户类,继承观察者接口
 */
public class CustomerObserver implements Observer {

    private String name;

    public CustomerObserver(String name){
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println(name + "已收到通知, 将立马过来购买！");
    }
}
package com.wzj.observer.example2;

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 17:02
 * @Desc: 进口蛇果类，继承jdk的Observable接口
 */
public class ImportedRedDeliciousApple extends Observable {


    public void peform() {
        System.out.println("通知: 进口蛇果已到...");
        //设置状态改变
        this.setChanged();
        this.notifyObservers();
    }

}

客户端代码以下源码分析

package com.wzj.observer.example2;


/**
 * @Author: wzj
 * @Date: 2019/10/3 15:38
 * @Desc: 使用jdk自带的Observable类和Observer接口
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //进口蛇果
        ImportedRedDeliciousApple apple = new ImportedRedDeliciousApple();

        //初始化预约客户类
        CustomerObserver mei = new CustomerObserver("小美");
        CustomerObserver jing = new CustomerObserver("小静");
        CustomerObserver tao = new CustomerObserver("小陶");

        //将小美、小静、小陶加入水果店的预约客户列表中
        apple.addObserver(mei);
        apple.addObserver(jing);
        apple.addObserver(tao);

        //通知客户
        apple.peform();
    }

}

执行结果测试

通知: 进口蛇果已到...
小陶已收到通知, 将立马过来购买！
小静已收到通知, 将立马过来购买！
小美已收到通知, 将立马过来购买！

源码分析

/** 被观察者 */
public class Observable {
    private boolean changed = false;
    private Vector<Observer> obs;

    /** 构造方法 */
    public Observable() {
        obs = new Vector<>();
    }

    /** 添加观察者,并加同步控制保证多线程安全 */
    public synchronized void addObserver(Observer o) {
        if (o == null)
            throw new NullPointerException();
        if (!obs.contains(o)) {
            obs.addElement(o);
        }
    }

     /** 删除观察者,并加同步控制保证多线程安全 */
     public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
        obs.removeElement(o);
    }

    /** 通知观察者 */
    public void notifyObservers() {
        //通知全部观察者
        notifyObservers(null);
    }

    
    public void notifyObservers(Object arg) {
       
        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {
           //状态未改变时返回
            if (!changed)
                return;
            //状态改变后，将集合转为数组
            arrLocal = obs.toArray();
            //状态恢复初始值
            clearChanged();
        }
        //遍历数组，逐个通知观察者
        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    }

    

    /** 状态改变 */
    protected synchronized void setChanged() {
        changed = true;
    }

4. 观察者模式总结

优势

  • 观察者和被观察者之间是抽象耦合。

    无论是增长观察者仍是被观察者都很是容易扩展，并且在Java中都已经实现的抽象层级的定义，因此尽可能使用JDK自带的接口。

  • 与责任链结合使用

    在不少系统中，Observer模式每每和责任链共同负责对于事件的处理，其中的某一个observer负责是否将事件进一步传递。

缺点

观察者模式须要考虑一下开发效率和运行效率问题，一个被观察者，多个观察者，开发和调试就会比较复杂，并且在Java中消息的通知默认是顺序执行，一个观察者卡壳，会影响总体的执行效率。在这种状况下，通常考虑采用异步的方式。
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