简说设计模式——观察者模式

一、什么是观察者模式

　　观察者一般可以看做是第三者，比如在学校上自习的时候，大家肯定都有过交头接耳、各种玩耍的经历，这时总会有一个“放风”的小伙伴，当老师即将出现时及时“通知”大家老师来了。再比如，拍卖会的时候，大家相互叫价，拍卖师会观察最高标价，然后通知给其它竞价者竞价，这就是一个观察者模式。

　　对于观察者模式而言，肯定有观察者和被观察者之分。比如在一个目录下建立一个文件，这时系统会通知目录管理器增加目录，并通知磁盘减少空间，在这里，文件就是观察者，目录管理器和磁盘就是被观察者。

　　观察者模式（Observer），又叫发布-订阅模式（Publish/Subscribe），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，则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。UML结构图如下：

 　　其中，Subject类是主题，它把所有对观察者对象的引用文件存在了一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供了一个接口，可以增加和删除观察者对象；Observer类是抽象观察者，为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己；ConcreteSubject类是具体主题，将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知；ConcreteObserver是具体观察者，实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协同。

　　1. 主题Subject

　　首先定义一个观察者数组，并实现增、删及通知操作。它的职责很简单，就是定义谁能观察，谁不能观察，用Vector是线程同步的，比较安全，也可以使用ArrayList，是线程异步的，但不安全。

1 1 public class Subject { 2 
2 3     //观察者数组
3 4     private Vector<Observer> oVector = new Vector<>();
4 5     
5 6     //增加一个观察者
6 7     public void addObserver(Observer observer) { 8         this.oVector.add(observer);
7 9 } 10     
811     //删除一个观察者
912     public void deleteObserver(Observer observer) { 13         this.oVector.remove(observer); 14 } 15     
1016     //通知所有观察者
1117     public void notifyObserver() { 18         for(Observer observer : this.oVector) { 19 observer.update(); 20 } 21 } 22     
1223 }

　　2. 抽象观察者Observer

　　观察者一般是一个接口，每一个实现该接口的实现类都是具体观察者。

11 public interface Observer { 2     //更新
23     public void update(); 4 }

 　　3. 具体主题

　　继承Subject类，在这里实现具体业务，在具体项目中，该类会有很多变种。

11 public class ConcreteSubject extends Subject { 2 
23     //具体业务
34     public void doSomething() { 5         //...
46         super.notifyObserver(); 7 } 8     
59 }

 　　4. 具体观察者

　　实现Observer接口。

11 public class ConcreteObserver implements Observer { 2 
23 @Override 4     public void update() { 5         System.out.println("收到消息，进行处理"); 6 } 7 
38 }

 　　5. Client客户端

　　首先创建一个被观察者，然后定义一个观察者，将该被观察者添加到该观察者的观察者数组中，进行测试。

1 1 public class Client { 2     
2 3     public static void main(String\[\] args) { 4         //创建一个主题
3 5         ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); 6         //定义一个观察者
4 7         Observer observer = new ConcreteObserver(); 8         //观察
5 9 subject.addObserver(observer); 10         //开始活动
611 subject.doSomething(); 12 } 13     
714 }

 　　运行结果如下：

二、观察者模式的应用

　　1. 何时使用

• 一个对象状态改变，所有的依赖对象都将得到通知

 　　2. 方法

• 使用面向对象技术

 　　3. 优点

• 观察者和被观察者是抽象耦合的
• 建立了一套触发机制

 　　4. 缺点

• 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
• 如果观察者和观察目标间有循环依赖，可能导致系统崩溃
• 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

 　　5. 使用场景

• 关联行为场景
• 事件多级触发场景
• 跨系统的消息变换场景，如消息队列的处理机制

　　6. 应用实例

• 手机丢了，委托别人给其他人发消息通知
• 通知老师/老板来了
• 拍卖，拍卖师观察最高标价，然后通知给其它竞价者竞价
• 在一个目录下建立一个文件，会同时通知目录管理器增加目录，并通知磁盘减少空间，文件是被观察者，目录管理器和磁盘管理器是观察者
• 猫叫了一声，吓着了老鼠，也惊到了主人，猫是被观察者，老鼠和人是观察者

　　7. 注意事项

• 避免循环引用
• 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

三、观察者模式的实现

　　下面举一个具体实例，假设上班时间有一部分同事在看股票，一部分同事在看NBA，这时老板回来了，前台通知了部分同事老板回来了，这些同事及时关闭了网页没被发现，而没被通知到的同事被抓了个现行，被老板亲自“通知”关闭网页，UML图如下：

　　1. 通知者接口

1 1 public interface Subject { 2 
2 3     //增加
3 4     public void attach(Observer observer); 5     //删除
4 6     public void detach(Observer observer); 7     //通知
5 8     public void notifyObservers(); 9     
610     //状态
711     public void setAction(String action); 12     public String getAction(); 13     
814 }

 　　2. 观察者

1 1 public abstract class Observer { 2 
2 3     protected String name; 4     protected Subject subject; 5     
3 6     public Observer(String name, Subject subject) { 7         this.name = name; 8         this.subject = subject; 9 } 10     
411     public abstract void update(); 12     
513 }

　　3. 具体通知者

　　前台Secretary和老板Boss作为具体通知者，实现Subject接口。这里只给出Secretary类的代码，Boss类与之类似。

1 1 public class Secretary implements Subject { 2 
2 3     //同事列表
3 4     private List<Observer> observers = new LinkedList<>();
4 5     private String action; 6 
5 7     //添加
6 8     @Override
7 9     public void attach(Observer observer) { 10 observers.add(observer); 11 } 12 
813     //删除
914 @Override 15     public void detach(Observer observer) { 16 observers.remove(observer); 17 } 18 
1019     //通知
1120 @Override 21     public void notifyObservers() { 22         for(Observer observer : observers) { 23 observer.update(); 24 } 25 } 26 
1227     //前台状态
1328 @Override 29     public String getAction() { 30         return action; 31 } 32 
1433 @Override 34     public void setAction(String action) { 35         this.action = action; 36 } 37     
1538 }

 　　4. 具体观察者

　　StockObserver是看股票的同事，NBAObserver是看NBA的同事，作为具体观察者，继承Observer类。这里只给出StockObserver类的代码，NBAObserver类与之类似。

1 1 public class StockObserver extends Observer { 2     
2 3     public StockObserver(String name, Subject subject) { 4         super(name, subject);
3 5     }
4 6 
5 7     @Override
6 8     public void update() { 9         System.out.println(subject.getAction() + "\\n" + name + "关闭股票行情，继续工作"); 10 } 11 
712 }

 　　5. 前台作为通知者进行通知（Client）

　　前台作为通知者，通知观察者。这里添加adam和tom到通知列表，并从通知列表中删除了adam，测试没在通知列表中的对象不会收到通知。

1 1 public class Client { 2 
2 3     public static void main(String\[\] args) { 4         //前台为通知者
3 5         Secretary secretary = new Secretary(); 6         
4 7         StockObserver observer = new StockObserver("adam", secretary);
5 8         NBAObserver observer2 = new NBAObserver("tom", secretary);
6 9         
710         //前台通知
811 secretary.attach(observer); 12 secretary.attach(observer2); 13         
914         //adam没被前台通知到，所以被老板抓了个现行
1015 secretary.detach(observer); 16         
1117         //老板回来了
1218         secretary.setAction("小心！Boss回来了！"); 19         //发通知
1320 secretary.notifyObservers(); 21 } 22     
1423 }

 　　运行结果如下，只有tom接收到了通知：

　　6. 老板作为通知者进行通知（Client）

　　老板作为通知者，通知观察者。这里将tom从老板的通知列表中移除，老板只通知到了adam。

1 1 public class Client { 2 
2 3     public static void main(String\[\] args) { 4         //老板为通知者
3 5         Boss boss = new Boss(); 6         
4 7         StockObserver observer = new StockObserver("adam", boss);
5 8         NBAObserver observer2 = new NBAObserver("tom", boss);
6 9         
710         //老板通知
811 boss.attach(observer); 12 boss.attach(observer2); 13         
914         //tom没被老板通知到，所以不用挨骂
1015 boss.detach(observer2); 16         
1117         //老板回来了
1218         boss.setAction("咳咳，我大Boss回来了！"); 19         //发通知
1320 boss.notifyObservers(); 21 } 22     
1423 }

　　运行结果如下，只有adam挨骂了：　

　　当一个对象的改变需要同时改变其它对象，并且它不知道具体有多少对象有待改变的时候，应该考虑使用观察者模式。

　　而使用观察者模式的动机在于：将一个系统分割成一系列相互协作的类有一个很不好的副作用，就是需要维护相关对象间的一致性，我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合，这样会给维护、扩展和重用都带来不便，而观察者模式所做的工作就是在解除耦合。

　　源码地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF

本文转自 https://www.cnblogs.com/adamjwh/p/10913660.html，如有侵权，请联系删除。