Android设计模式之观察者模式在项目中的实际使用总结
前言
观察者模式在Android开发中使用频率非常高，最常用的地方如订阅–发布系统，类似微信公众号用户订阅和接收消息的场景，因为这个模式最重要的功能就是解耦，将被观察者和观察者解耦，使得它们之间的依赖性更小，甚至没有依赖。本文会继续将理论与实践结合，深入设计模式的总结。
文章目录
- 前言
- 观察者模式定义
- 观察者模式使用场景
- 观察者模式UML类图
- 观察者模式简单实现
- Android源码分析
- 1.RecycleView中使用的观察者模式
- 2.ListView中的使用
- 3.BroadcastReceiver中的使用
- 4.EventBus中的使用
- 5.RxJava
- 6.其他
- 观察者模式的优点与缺点
- 优点
- 缺点
- 在项目中的实际运用(实战)
- 总结
观察者模式定义
定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知将被自动更新。
观察者模式使用场景
-
关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系;
-
事件多级触发场景;
-
跨系统的消息的交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制
具体场景如下：
1.有一个微信公众号服务，不定时发布一些消息，关注公众号就可以收到推送消息，取消关注就收不到推送消息;
2.订阅杂志报刊，一旦订阅成功后，当有杂志报刊更新后，就会把杂志报刊送到你预留的地址
观察者模式UML类图
如上图所示，该模式包含四个角色：
- 抽象被观察者角色：也就是一个抽象主题，它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。
- 抽象观察者角色：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。
- 具体被观察者角色：也就是一个具体的主题，在集体主题的内部状态改变时，所有登记过的观察者发出通知。
- 具体观察者角色：实现抽象观察者角色所需要的更新接口，一边使本身的状态与制图的状态相协调。
观察者模式简单实现
下面以微信公众号订阅场景为例用代码具体说明。
1、定义一个抽象被观察者接口
/***
* 抽象被观察者接口
* 声明了添加、删除、通知观察者方法
*/
public interface Observerable {
public void registerObserver(Observer o);
public void removeObserver(Observer o);
public void notifyObserver();
}
2、定义一个抽象观察者接口
/***
* 抽象观察者
* 定义了一个update()方法，当被观察者调用notifyObservers()方法时，观察者的update()方法会被回调。
*/
public interface Observer {
public void update(String message);
}
3、定义被观察者，实现了Observerable接口，对Observerable接口的三个方法进行了具体实现，同时有一个List集合，用以保存注册的观察者，等需要通知观察者时，遍历该集合即可。
/**
* 被观察者，也就是微信公众号服务
* 实现了Observerable接口，对Observerable接口的三个方法进行了具体实现
*
*/
public class WechatServer implements Observerable {
//注意到这个List集合的泛型参数为Observer接口，设计原则：面向接口编程而不是面向实现编程
private List<Observer> list;
private String message;
public WechatServer() {
list = new ArrayList<Observer>();
}
@Override
public void registerObserver(Observer o) {
list.add(o);
}
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
if(!list.isEmpty())
list.remove(o);
}
//遍历
@Override
public void notifyObserver() {
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
Observer oserver = list.get(i);
oserver.update(message);
}
}
public void setInfomation(String s) {
this.message = s;
System.out.println("微信服务更新消息： " + s);
//消息更新，通知所有观察者
notifyObserver();
}
}
4、定义具体观察者，微信公众号的具体观察者为用户User
/**
* 观察者
* 实现了update方法
*
*/
public class User implements Observer {
private String name;
private String message;
public User(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void update(String message) {
this.message = message;
read();
}
public void read() {
System.out.println(name + " 收到推送消息： " + message);
}
}
5、编写一个测试类
首先注册了三个用户，ZhangSan、LiSi、WangWu。公众号发布了一条消息"PHP是世界上最好用的语言！"，三个用户都收到了消息。
用户ZhangSan看到消息后颇为震惊，果断取消订阅，这时公众号又推送了一条消息，此时用户ZhangSan已经收不到消息，其他用户
还是正常能收到推送消息。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
WechatServer server = new WechatServer();
Observer userZhang = new User("ZhangSan");
Observer userLi = new User("LiSi");
Observer userWang = new User("WangWu");
server.registerObserver(userZhang);
server.registerObserver(userLi);
server.registerObserver(userWang);
server.setInfomation("PHP是世界上最好用的语言！");
System.out.println("----------------------------------------------");
server.removeObserver(userZhang);
server.setInfomation("JAVA是世界上最好用的语言！");
}
}
测试结果：
Android源码分析
1.RecycleView中使用的观察者模式
源码中RecyclerView怎么根据数据源的变更，让Item更新UI的呢？源码深入分析可以看这个
RecyclerView的观察者模式
2.ListView中的使用
ListView是Android中比较重要的一个控件，而ListView最重要的一个功能就是Adapter，通常，在我们往ListView添加数据的时候，都会调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法来更新界面。对它的源码讲解可以看这篇
大致总结下它的过程，AdapterView中有一个内部类AdapterDataSetObserver，在ListView中设置Adapter时会构建一个AdapterDataSetObserver，并且注册到Adapter中，这就是一个观察者。而Adapter中包含一个数据集可观察者DataSetObservable，在数据数量发生变化的时候，开发者手动调用Adapter.notifyDataSetChanged，而它实际上会调用DataSetObservable的notifyChanged函数，该函数会遍历所有观察者的onChanged函数。在这个函数中会获取Adapter中数据集的新数量，然后调用ListView的requestLayout()方法重新布局，更新用户界面。
3.BroadcastReceiver中的使用
BroadcastReceiver是Android的四大组件之一，它是应用内，进程间的一种重要通信手段，它也是一个典型的发布–订阅模式，也就是观察者模式。具体内部实现方式可以看这篇文章BroadcastReceiver注册和发送过程
4.EventBus中的使用
EventBus也是基于观察者模式的。观察者模式的三个典型方法它都具有，即注册，取消注册，发送事件，简单流程如下所示：
//注册
EventBus.getDefault().register(Object subscriber);
//取消注册
EventBus.getDefault().unregister(Object subscriber);
//发送事件
EventBus.getDefault().post(Object event);
EventBus在我们平时项目开发过程中使用也很多，它是线程间，页面间通信的一种常用框架，可以大大简化页面间的耦合，用户只需要通过post发送事件，而接受方只需要通过register注册事件，就可以进行通信了。它也是观察者涉及模式，具体的内部实现可以看这里
比较常用的还有Otto，但是它的效率比不上EventBus，以及AndroidEventBus，使用得也很方便，但是效率比不上EventBus，框架的内部大多使用得观察者设计模式。通过查看它们的源码可以加深我们对设计模式的理解。
5.RxJava
Rxjava是一个经典的开源库，其中涉及到的观察者模式值得深入研究。
RxJava最核心的两个东西是Observables（被观察者，事件源）和Subscribers（观察者），Observables发出一系列事件，Subscribers处理这些事件。而RxJava的Observables是扩展自设计模式中的观察者模式。
简单流程如下所示：
//1.创建一个被观察者
Observable<String> myObservable = Observable.create(
new Observable.OnSubscribe<String>() {
@Override
public void call(Subscriber<? super String> sub) {
sub.onNext("Hello, world!");
sub.onCompleted();
}
}
);
//2.创建一个观察者，也就是订阅者
Subscriber<String> mySubscriber = new Subscriber<String>() {
@Override
public void onNext(String s) { System.out.println(s); }
@Override
public void onCompleted() { }
@Override
public void onError(Throwable e) { }
};
//3.观察者进行事件的订阅
myObservable.subscribe(mySubscriber);
更多源码，请到RxJava中进一步了解。
6.其他
如Android 中 View 的点击监听器的实现。
View 是被观察者，OnClickListener 对象是观察者，Activity 要如何知道 View 被点击了？
那就是构造一个 OnClickListener 对象，通过 setOnClickListener 与View达成一个订阅关系，一旦 View 被点击了，就通过OnClickListener对象的 OnClick 方法传达给 Activity 。采用观察者模式可以避免去轮询检查，节约有限的cpu资源。
观察者模式的优点与缺点
优点
-
观察者与被观察者之间是抽象耦合，应对业务变化
-
增强系统灵活性、可扩展性
缺点
-
如果观察者非常多的话，那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时
-
观察者知道被观察者发送通知了，但是观察者不知道所观察的对象具体是如何发生变化的
-
如果被观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环调用，会导致系统崩溃
在项目中的实际运用(实战)
在项目中我们用到了美团技术团队开源的LiveDataBus新的消息总线框架，并进行了二次封装。订阅者可以订阅某个消息通道的消息，发布者可以把消息发布到消息通道上。利用LiveDataBus，不仅可以实现消息总线功能，而且对于订阅者，他们不需要关心何时取消订阅，极大减少了因为忘记取消订阅造成的内存泄漏风险。
调用流程如下：
1.注册订阅
LiveDataBus.instance.observe(this, EventKey.FINISH_LOGIN_ACTIVITY, Observer<String> {
//doSomething()
})
2.发送消息：
LiveDataBus.instance.setValue(EventKey.FINISH_LOGIN_ACTIVITY, "")
我们发送了一个名为EventKey.FINISH_LOGIN_ACTIVITY，值为空的事件。
这个时候订阅者就会收到消息，并作相应的处理，非常简单。
后期我会整理好二次封装的LiveDataBus消息总线工具类代码到github中的代码库android-common-project,敬请关注，如有疑问和不足之处，欢迎交流。
总结
观察者模式主要的作用是对象解耦，将观察者和被观察者完全隔离。在Android开发中运用场景也非常广泛，值得深入研究和总结。
参考资料：
1.人人都会设计模式：观察者模式–Observer
2.Android开源框架源码鉴赏：EventBus
3.ListView 源码详解 有这一篇就够了
4.JAVA设计模式之观察者模式
5.Android消息总线的演进之路：用LiveDataBus替代RxBus、EventBus
6.何红辉，关爱民. Android 源码设计模式解析与实战[M]. 北京：人民邮电出版社