前言

最近在遇到了 Android 的开发中常用到的设计模式之观察者模式，观察者模式，所谓的模式就是一种设计思想，可以按照某种模式，写出更合理，简单，有效的代码。可以用在 Android 开发中，也可以用在 Java，C#等等开发中，就类似单例模式，代理模式，模版等等。

观察者模式在实际项目中使用的也是非常频繁的，它最常用的地方是 GUI 系统、订阅——发布系统等。因为这个模式的一个重要作用就是解耦，使得它们之间的依赖性更小，甚至做到毫无依赖。以 GUI 系统来说，应用的 UI 具有易变性，尤其是前期随着业务的改变或者产品的需求修改，应用界面也经常性变化，但是业务逻辑基本变化不大，此时，GUI 系统需要一套机制来应对这种情况，使得 UI 层与具体的业务逻辑解耦，观察者模式此时就派上用场了。

一、观察者模式概念

1、定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发送改变时，所以依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

2、介绍

观察者模式属于行为型模式。
观察者模式又被称作发布/订阅模式。
观察者模式主要用来解耦，将被观察者和观察者解耦，让他们之间没有没有依赖或者依赖关系很小。

3、使用场景

当一个对象的改变需要通知其它对象改变时，而且它不知道具体有多少个对象有待改变时。
当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁
跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。

4、举例说明

例一：生活中，我们一群人围着锅吃饭，饭好了，我们就开吃。（观察者：人们，被观察者：饭）
例二：Android 中，最常见的点击事件，通过设置控件的 OnClickListener 并传入一个 OnClickListener 的实现类来回调点击事件。（观察者：OnClickListener，被观察者：控件）
例三：Android 中，我们从 A 页面–>B 页面–>C 页面–>D 页面–>F 页面…. 我们想把 A 页面信息传递给最后一个页面，如果通过页面传递那么很繁琐，我们直接可以在需要的页面去订阅 A 页面的事件，当 A 页面刷行数据，其他订阅了 A 页面事件的就可以直接接受数据。（相当于少了中间商赚差价，是不爽了很多，而且效率还比较高）
例四：Android 中，我们常用的 recyclerView，listView 刷行数据时调用 notifyDataSetChanged()来更新 ui，想知道具体原因，那么请仔细往下看完这篇文章。
例五：Android 中，我们通常发送一个广播，凡是注册了该广播的都可以接收到该广播，这也是 Android 中典型的观察者模式。

二、观察者模式 UML 类图

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角色介绍：

Subject（被观察者）：把所有观察者对象的引用保存到一个集合里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，主要包含三个方法：
1. addObserver 方法可以添加观察者对象，可以理解为观察者把自己注册到了被观察者这里，只有注册了的观察者，才能接到被观察者的通知。
2. deleteObserver 方法是将观察者移除，被移除的观察者自然就不能再接到通知了。
3. notifyObserves 方法可以把通知发送给所有的已注册的观察者，至于观察者们后续做什么事情，被观察者是完全不关心的。
Observer (抽象观察者)：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。
ConcreteSubject（被观察者的具体实现）：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。

ConcrereObserver（观察者的具体实现）：实现抽象观察者定义的更新接口，当得到主题更改通知时更新自身的状态。

三、观察者模式实现 Kotlin 实现

下面以日常生活中追剧案例实现观察者模式，如果电视剧更新，则会通知所有订阅者。（典型的一对多关系）

1、定义一个抽象主题,抽象被观察者

该抽象主题定义了一些通用的方法（订阅、取消订阅、通知），即具体主题里面需要实现的。

interface Observable {
    /**
     * 添加观察者
     */
    fun addObserver(observer: Observer)
    /**
     * 移除观察者
     */
    fun deleteObserver(observer: Observer)
    /**
     * 通知观察者
     */
    fun notifyObserver(msg: String)
}

2、定义具体主题（电视剧）具体的被观察者

被观察者的具体实现，完成观察者对其订阅、取消订阅以及遍历通知所有观察者 msg 方法。

class Teleplay : Observable {
    // 保存观察者对象
    var list: MutableList = ArrayList()
    /**
     * 添加订阅
     */
    override fun addObserver(observer: Observer) {
        if(!list.contains(observer)){
            list.add(observer)
        }
    }
    /**
     * 取消订阅
     */
    override fun deleteObserver(observer: Observer) {
        list.remove(observer)
    }

    /**
     * 通知观察者，遍历通知所有观察者对象
     */
    override fun notifyObserver(msg: String) {
        list.forEach {
            it.action(msg);
        }
    }
}

3、创建抽象观察者

定义了所有具体观察者需要实现的方法，收到电视剧更新的通知

interface Observer {
    /**
     * 更新内容
     */
    fun action(msg:String);
}

4、创建具体观察者

class Person(private var name: String) : Observer {
    /**
     * 接收被观察者发送的通知
     */
    override fun action(msg: String) {
        Log.e("msg","$name , $msg")
    }
}

5、模拟实现

以上 4 步基本上已经完成观察者模式的创建工作，下面模拟 2 个观察者实现以上功能。

class MainActivity : AppCompatActivity(){

    private val teleplay:Teleplay by lazy {
        Teleplay()
    }
    private val person1:Person by lazy {
        Person("张三疯")
    }
    private val person2:Person by lazy {
        Person("赵四史")
    }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
    }
    fun subscribe01(view: View) {
        teleplay.addObserver(person1)
    }
    fun subscribe02(view: View) {
        teleplay.addObserver(person2)
    }
    fun upDate(view: View) {
        teleplay.notifyObserver("五十度飞更新了！！！")
    }
    fun cancel(view: View) {
        teleplay.deleteObserver(person1)
        teleplay.deleteObserver(person2)
    }

    override fun onDestroy() {
        super.onDestroy()
        teleplay.deleteObserver(person1)
        teleplay.deleteObserver(person2)
    }
}

上述代码中流程：

创建了 2 个 Person 对象（即观察者对象），一个 Teleplay 对象（即被观察者对象）
通过点击事件完成添加订阅方法：teleplay.addObserver()
电视剧更新后通过点击事件调用：teleplay.notifyObserver()方法完成通知
观察者收到通知消息：

msg: 张三疯 , 五十度飞更新了！！！
msg: 赵四史 , 五十度飞更新了！！！

在不需要监听时，记得取消订阅：teleplay.deleteObserver()

到这里我们便实现了观察者模式。

四、Android 源码中观察者模式

1、notifyDataSetChanged

无论 ListView 还是 RecyclerView 里，notifyDataSetChanged 方法都是至关重要的，这是最常见的观察者模式。

当 ListView 的数据发生变化时，我们调用 Adapter 的 notifyDataSetChanged()方法，这个方法又会调用所有观察者（AdapterDataSetObserver）的 onChanged()方法，onChanged()方法又会调用 requestLayout()方法来重新进行布局。

2、BroadcastReceiver

BroadcastReceiver 作为 Android 的四大组件之一,实际上也是一个典型的观察者模式.通过 sendBroadcast 发送广播时,只有注册了相应的 IntentFilter 的 BroadcastReceiver 对象才会收到这个广播信息,其 onReceive 方法才会被调起.

3、EventBus

EventBus 是一个组件间通信框架，开发者在 Activity、Fragment、Service、Thread 之间传递消息时可以避免使用复杂的 Intent、Handler 和 BroadCast

4、RxJava

RxJava 作为同样基于观察者模式的组件间通信框架，要比 EventBus 的应用更广泛。尤其它针对 Android 的扩展——RxAndroid 完全可以替代 AsycTask 来完成各种异步操作，而且还有 BindActivity 和 BindFragment 方法来避免异步操作时的 Activity 和 Fragment 的生命周期问题。

五、常见面试题

1、Android 开发中如何利用观察者模式？

在观察者模式中，观察者和被观察者之间是抽象耦合，保证了订阅系统的灵活性和可扩展性。在需要 UI 层与业务逻辑解耦的关联行为场景或事件多级触发场景非常实用。

跨进程或者跨 App 的消息交换场景。

2、回调函数和观察者模式的区别？

观察者模式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。观察者模式完美的将观察者和被观察的对象分离开，一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。
回调函数其实也算是一种观察者模式的实现方式，回调函数实现的观察者和被观察者往往是一对一的依赖关系。

所以最明显的区别是观察者模式是一种设计思路，而回调函数式一种具体的实现方式；另一明显区别是一对多还是多对多的依赖关系方面。

六、总结

观察者模式就是将观察者和被观察者彻底隔离，实现解耦，只依赖于我们定义的抽象。

优点

解除观察者与主题之间的耦合。让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖具体。从而使得各自的变化都不会影响另一边的变化。
易于扩展，对同一主题新增观察者时无需修改原有代码。

缺点

依赖关系并未完全解除，抽象主题仍然依赖抽象观察者。
使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。
可能会引起多余的数据通知。

观察者模式看起来很高大上，其实说白了就是一个类维护了另一个类的一个集合，并通过这个集合绑定解绑或调用另一个类的方法，只不过，在设计底层框架时候，利用了多态的特性抽象出了接口和抽象类，以便适用于各种场合。

其实在做终端页面时候完全用不到，因为多态只能增加运行时开销。然而，设置一个庞大系统时候，这种设计模式在面向对象的编程语言，可谓不能不用的手段了。

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Android 设计模式学习之观察者模式应用实例

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