观察者模式

一、观察者模式概述

定义:

观察者模式(Observer Pattern):定义对象之间的一种一对多的依赖关系,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。别名有:发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式、从属者(Dependents)模式。

观察者模式_第1张图片

4个角色:

Subject(目标):被观察的对象。维护观察者集合(增删),定义通知观察者方法notify()。

ConcreteSubject(具体目标):包含经常发生改变的数据,变化时,触发notify所有观察者。

Observer(观察者):接口声明update()更新方法

ConcreteObserver(具体观察者):维护一个指向具体目标对象的引用,存储关心的数据,当具体目标数据变化时触发update(),更新数据以保持和目标数据一致。

二、JDK对观察者模式的支持

观察者模式_第2张图片

如上图所示,由于观察者模式被多次使用, JDK源码就封装在rt.jar里面的java.util包下面,和顶级类Objects、各种java集合在一个级别,这种待遇惊呆了我。看来不好好剖析一下是不行了。

1.Observable类

充当观察目标类,用Vector集合来存储观察者(预留一张飞机票:Vector集合详解)。

封装方法:增加、删除观察者、维护是否变化、通知观察者。(值得一提的是这些方法全部用synchronized修饰解决了并发脏数据问题)

2.Observer接口

充当抽象观察者,声明了一个update接口,当观察目标Observable的子类发生变化时,调用notifyObservers方法通知观察者,执行具体观察者实现类中的update方法。

3.测试一下:

 1 package designPatterns.observerPattern;
 2 
 3 import java.util.Observable;
 4 import java.util.Observer;
 5 
 6 /**
 7  * 
 8  * @ClassName:MyObserver
 9  * @Description:观察者
10  * @author denny.zhang
11  * @date 2018年1月23日上午10:50:13
12  */
13 public class MyObserver implements Observer {
14 
15     private String name;
16 
17     public MyObserver(Observable o, String name) {
18         o.addObserver(this);
19         this.name = name;
20     }
21 
22     @Override
23     public void update(Observable o, Object arg) {
24         System.out.println("观察者" + name + "触发更新!arg=" + arg + ",目标的观察者数量=" + o.countObservers());
25     }
26 
27 }
 1 package designPatterns.observerPattern;
 2 
 3 import java.util.Observable;
 4 
 5 /**
 6  * 
 7  * @ClassName:MyObserverable
 8  * @Description:观察目标
 9  * @author denny.zhang
10  * @date 2018年1月23日上午10:45:26
11  */
12 public class MyObserverable extends Observable {
13     //观察目标初始数据
14     private String data = "data0";
15 
16     public String getData() {
17         return data;
18     }
19 
20     public void setData(String data) {
21         //如果数据变化了
22         if (!this.data.equals(data)) {
23             this.data = data;
24             setChanged();//置变化状态为true
25         }
26         notifyObservers(data);//通知所有观察者
27     }
28 
29 }
 1 package designPatterns.observerPattern;
 2 
 3 /**
 4  * 
 5  * @ClassName:MyTest
 6  * @Description:利用JDK自带观察者Observer接口和,目标Observable类,测试样例。
 7  * @author denny.zhang
 8  * @date 2018年1月23日下午12:49:53
 9  */
10 public class MyTest {
11 
12     public static void main(String[] args) {
13         //构造观察目标
14         MyObserverable observerable = new MyObserverable();
15         //构造2个观察者实现类:添加观察者进观察目标
16         MyObserver observer1 = new MyObserver(observerable, "1");
17         MyObserver observer2 = new MyObserver(observerable, "2");
18         System.out.println("===1.目标初始值=" + observerable.getData());
19         System.out.println("===2.给目标设置不同值[data1],看观察者是否触发更新!==========");
20         //设置目标值
21         observerable.setData("data1");
22         System.out.println("===3.给目标设置想同值[data1],看观察者是否触发更新!==========");
23         //设置目标相同值
24         observerable.setData("data1");
25     }
26 }

运行结果:

===1.目标初始值=data0
===2.给目标设置不同值[data1],看观察者是否触发更新!==========
观察者2触发更新!arg=data1,目标的观察者数量=2
观察者1触发更新!arg=data1,目标的观察者数量=2
===3.给目标设置想同值[data1],看观察者是否触发更新!==========

看上面运行结果,初始data=data0,当观察者目标设置data1时,setChanged()触发Observable类变量changed=true,然后触发notifyObservers()通知所有的观察者,执行update方法。如下图:

 1 public void notifyObservers(Object arg) {
 6         Object[] arrLocal;
 7
 8         synchronized (this) {
21             if (!changed)//如果没变化,直接返回
22                 return;
23             arrLocal = obs.toArray();//如果变化了,重新获取观察者数组
24             clearChanged();//关闭变化
25         }
26         //遍历所有观察者,触发更新方法
27         for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
28             ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
29     }

三、应用实例

1.java事件驱动模型

JDK1.1后的版本中,事件驱动模型采用基于观察者模式的委派事件模型(Delegation Event Model,DEM),即把事件委派给独立的事件处理对象(Listener)。

分3个角色:

1)事件发布者(事件源):Event Source,充当观察者模式的观察目标

2)事件对象:Event Object

3)事件监听器:Event Listener,充当观察者模式的观察者

如下图所示,就是一个典型的DEM模型,Spring-context源码包,具体应用是在Spring-boot容器启动流程中触发各种6种定义好的事件。用户可以实现接口:ApplicationListener(不一定是ApplicationReadyEvent,共定义了6种事件),然后复写onApplicationEvent方法,实现自己的业务逻辑。飞机票:spring boot容器启动详解

观察者模式_第3张图片

2.MVC架构

MVC(Model-View-Controller)架构是当前流行架构之一,也应用了观察者模式。角色如下:

1.模型(Model):充当观察目标

2.视图(View):充当观察者

3.控制器(Controller)

这里更多的是一种思想,暂时还没找到Spring MVC源码来支撑。

四、总结

1.优点

1)把观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合, 观察目标只需要维护观察者集合即可,并不依赖于观察者。

2)满足开闭原则,新增观察者无需修改观察目标代码。

3)支持广播通信,观察目标会通知所有观察者。实现了1对多通信。

2.缺点

1)如果观察者过多,会影响观察目标的性能。因为需要通知所有观察者。

2)观察模式不可滥用,过多导致程序逻辑复杂,分析问题难度增加。

3.适用场景

适合某些"交互定义良好"的场合使用,例如:

1)一个对象的改变导致其它一个或者多个对象也发生改变,且并不知道有多少个对象需要发生改变。

2)一个抽象模型有2个方面,其中一个方面依赖另一个方面,独立封装为2个对象,使它们各自独立的改变和复用。

 

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