观察者模式介绍
观察者模式定义
观察者模式（又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，属于行为型模式的一种，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。
观察者模式 UML 图
角色介绍：
- Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，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对象。
- ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者），该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
- Observer：抽象观察者，是观察者者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
- ConcreteObserver：具体观察者，是实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。
观察者模式简单实现
观察者模式这种发布-订阅的形式我们可以拿微信公众号来举例，假设微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者，有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号，当这个公众号更新时就会通知这些订阅的微信用户。好了我们来看看用代码如何实现：
抽象观察者（Observer）
public interface Observer {
// 用于更新信息给订阅者
void update(String message);
}
具体观察者（ConcrereObserver）
微信用户就是观察者
public class WeChatUser implements Observer {
// 微信用户名
private String name;
public WeChatUser(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void update(String message) {
System.out.println(name + "-" + message);
}
}
抽象被观察者（Subject）
public interface Subject {
/**
* 增加订阅者
* @param observer
*/
void attach(Observer observer);
/**
* 删除订阅者
* @param observer
*/
void detach(Observer observer);
/**
* 通知订阅者更新消息
*/
void notify(String message);
}
具体被观察者（ConcreteSubject
微信公众号是具体主题（具体被观察者），里面存储了订阅该公众号的微信用户
public class SubscriptionSubject implements Subject {
// 通过ArrayList存储所有观察者
private List weChatUserList = new ArrayList();
@Override
public void attach(Observer observer) {
weChatUserList.add(observer);
}
@Override
public void detach(Observer observer) {
weChatUserList.remove(observer);
}
// 通过所有观察者内容更新
@Override
public void notify(String message) {
for (Observer observer : weChatUserList
) {
observer.update(message);
}
}
}
客户端调用
public class Client {
public static void main(String[] args) {
SubscriptionSubject mSubscriptionSubject = new SubscriptionSubject();
// 创建微信用户
WeChatUser user1 = new WeChatUser("猿1");
WeChatUser user2 = new WeChatUser("猿2");
WeChatUser user3 = new WeChatUser("猿3");
// 订阅公众号
mSubscriptionSubject.attach(user1);
mSubscriptionSubject.attach(user2);
mSubscriptionSubject.attach(user3);
// 公众号更新发出消息给订阅的微信用户
mSubscriptionSubject.notify("程序员专栏更新了");
}
}
运行结果
猿1-程序员专栏更新了
猿2-程序员专栏更新了
猿3-程序员专栏更新了
Java中默认支持观察者模式的接口,观察者实现 java.util.Observer,被观察者继承 java.util.Observable，具体读者可以查看源码。
Android源码中的观察者模式
当我们用ListView，在数据发生变化的时我们都会调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法，此时ListView会更新界面，其实这就是观察者模式，这个方法定义在BaseAdaper中
BaseAdapter.java
public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.registerObserver(observer);
}
public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
}
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}
}
类中提供了方法以便操作被观察者的添加，移除和通知订阅者的方法
DataSetObservable为被观察者
frameworks/base/core/java/android/database/DataSetObservable.java
public class DataSetObservable extends Observable {
// 调用每个订阅者的onChanged方法起到发布内容的作用
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}
}
frameworks/base/core/java/android/database/Observable.java
public abstract class Observable {
// 保存所有观察者的集合
protected final ArrayList mObservers = new ArrayList();
// 添加观察者
public void registerObserver(T observer) {
if (observer == null) {
throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");
}
synchronized(mObservers) {
if (mObservers.contains(observer)) {
throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " is already registered.");
}
mObservers.add(observer);
}
}
// 移除观察者
public void unregisterObserver(T observer) {
if (observer == null) {
throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");
}
synchronized(mObservers) {
int index = mObservers.indexOf(observer);
if (index == -1) {
throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " was not registered.");
}
mObservers.remove(index);
}
}
// 移除所有观察者
public void unregisterAll() {
synchronized(mObservers) {
mObservers.clear();
}
}
}
观察者是谁，是何时注册到被观察者的，ListView调用setAdapter时就已经设置了，代码如下
ListView.java
@Override
public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
...
// 创建观察者
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
// 注册到被观察者
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);
...
}
AbsListView$AdapterDataSetObserver
class AdapterDataSetObserver extends AdapterView.AdapterDataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
super.onChanged();
if (mFastScroll != null) {
mFastScroll.onSectionsChanged();
}
}
}
该方法直接看不出做了什么，主要逻辑在父类的onChanged()方法中
AdapterView$AdapterDataSetObserver
class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {
private Parcelable mInstanceState = null;
@Override
public void onChanged() {
mDataChanged = true;
mOldItemCount = mItemCount;
mItemCount = getAdapter().getCount();
if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
mInstanceState = null;
} else {
rememberSyncState();
}
checkFocus();
// 重新绘制ListView界面
requestLayout();
}
}
BaseAdapter中存在DataSetObservable被观察者，在给ListView设置Adapter时就会添加观察者AdapterDataSetObserver,当开发者调用BaseAdapter的notifyDataSetChanged方法时，被观察者就会遍历所有观察者发布更新，所有观察者onChange()方法被调用，此时ListView会重新绘制界面，达到数据的更新。
观察者模式适用场景和优缺点
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。
- 跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。
优点
解除耦合，让耦合的双方都依赖于抽象，从而使得各自的变换都不会影响另一边的变换。
缺点
在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率的问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂，而且在Java中消息的通知一般是顺序执行，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步实现。