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。
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
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
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。