【设计模式】观察者设计模式解析

目录

一、观察者模式定义

 二、观察者模式角色

三、观察者模式类图

 四、观察者模式实例

五、观察者模式优缺点

5.1、优点

5.2、缺点

六、观察者模式应用

6.1、Spring 中观察者模式的四个角色

6.2、coding~~~~~~

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一、观察者模式定义

观察者模式(Observer Pattern)： 定义对象间一种一对多的依赖关系，使得当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并自动更新。

观察者模式是一种对象行为型模式。

        观察者模式的别名包括发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。

细究的话，发布订阅和观察者有些不同，可以理解成发布订阅模式属于广义上的观察者模式。

 二、观察者模式角色

• Subject（目标）：被观察者，它是指被观察的对象。 从类图中可以看到，类中有一个用来存放观察者对象的Vector 容器（之所以使用Vector而不使用List，是因为多线程操作时，Vector在是安全的，而List则是不安全的），这个Vector容器是被观察者类的核心，另外还有三个方法：attach方法是向这个容器中添加观察者对象；detach方法是从容器中移除观察者对象；notify方法是依次调用观察者对象的对应方法。这个角色可以是接口，也可以是抽象类或者具体的类，因为很多情况下会与其他的模式混用，所以使用抽象类的情况比较多。

• ConcreteSubject（具体目标）：具体目标是目标类的子类，通常它包含经常发生改变的数据，当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知。同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有的话）。如果无须扩展目标类，则具体目标类可以省略。

• Observer（观察者）：观察者将对观察目标的改变做出反应，观察者一般定义为接口，该接口声明了更新数据的方法 update()，因此又称为抽象观察者。

• ConcreteObserver（具体观察者）：在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用，它存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致；它实现了在抽象观察者 Observer 中定义的 update()方法。通常在实现时，可以调用具体目标类的 attach() 方法将自己添加到目标类的集合中或通过 detach() 方法将自己从目标类的集合中删除。

三、观察者模式类图

 四、观察者模式实例

1、定义观察者接口

interface Observer {
    public void update();
}

2、定义被观察者

abstract class Subject {
    private Vector obs = new Vector();

    public void addObserver(Observer obs){
        this.obs.add(obs);
    }
    public void delObserver(Observer obs){
        this.obs.remove(obs);
    }
    protected void notifyObserver(){
        for(Observer o: obs){
            o.update();
        }
    }
    public abstract void doSomething();
}

3、具体的被观察者

class ConcreteSubject extends Subject {
    public void doSomething(){
        System.out.println("被观察者事件发生改变");
        this.notifyObserver();
    }
}

4、具体的被观察者

class ConcreteObserver1 implements Observer {
    public void update() {
        System.out.println("观察者1收到信息，并进行处理");
    }
}
class ConcreteObserver2 implements Observer {
    public void update() {
        System.out.println("观察者2收到信息，并进行处理");
    }
}

5、客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args){
        Subject sub = new ConcreteSubject();
        sub.addObserver(new ConcreteObserver1()); //添加观察者1
        sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //添加观察者2
        sub.doSomething();
    }
}

输出

被观察者事件发生改变
观察者1收到信息，并进行处理
观察者2收到信息，并进行处理

        通过运行结果可以看到，我们只调用了 Subject 的方法，但同时两个观察者的相关方法都被调用了。仔细看一下代码，其实很简单，就是在 Subject 类中关联一下 Observer 类，并且在 doSomething() 方法中遍历一下 Observer 的 update() 方法就行了。

五、观察者模式优缺点

5.1、优点

• 降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系
• 目标与观察者之间建立了一套触发机制
• 支持广播通信
• 符合“开闭原则”的要求

5.2、缺点

• 主题与观察者之间的依赖关系并没有完全解除。
• 当观察者对象很多时，通知的发布会花费很长时间，影响程序效率。
• 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。
• 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。

六、观察者模式应用

1、JDK中的观察者模式

        观察者模式在 Java 语言中的地位非常重要。在 JDK 的 java.util 包中，提供了 Observable 类以及 Observer 接口，它们构成了 JDK 对观察者模式的支持（可以去查看下源码，写的比较严谨）。but，在 Java9 被弃用了。

2、Spring 中的观察者模式

        Spring 事件驱动模型也是观察者模式很经典的应用。就是我们常见的项目中最常见的事件监听器。

6.1、Spring 中观察者模式的四个角色

1. 事件：ApplicationEvent 是所有事件对象的父类。ApplicationEvent 继承自 jdk 的 EventObject, 所有的事件都需要继承 ApplicationEvent, 并且通过 source 得到事件源。

   Spring 也为我们提供了很多内置事件，ContextRefreshedEvent、ContextStartedEvent、ContextStoppedEvent、ContextClosedEvent、RequestHandledEvent。

2. 事件监听：ApplicationListener，也就是观察者，继承自 jdk 的 EventListener，该类中只有一个方法 onApplicationEvent。当监听的事件发生后该方法会被执行。

3. 事件源：ApplicationContext，ApplicationContext 是 Spring 中的核心容器，在事件监听中 ApplicationContext 可以作为事件的发布者，也就是事件源。因为 ApplicationContext 继承自 ApplicationEventPublisher。在 ApplicationEventPublisher 中定义了事件发布的方法：publishEvent(Object event)

4. 事件管理：ApplicationEventMulticaster，用于事件监听器的注册和事件的广播。监听器的注册就是通过它来实现的，它的作用是把 Applicationcontext 发布的 Event 广播给它的监听器列表。

6.2、coding~~~~~~

1、定义事件

public class MyEvent extends ApplicationEvent {
    public MyEvent(Object source) {
        super(source);
        System.out.println("my Event");
    }
}

2、实现事件监听器

@Component
class MyListenerA implements ApplicationListener {
    public void onApplicationEvent(MyEvent AyEvent) {
        System.out.println("ListenerA received");
    }
}

@Component
class MyListenerB implements ApplicationListener {
    public void onApplicationEvent(MyEvent AyEvent) {
        System.out.println("ListenerB received");
    }
}

3、事件发布者

@Component
public class MyPublisher implements ApplicationContextAware {
    private ApplicationContext applicationContext;
    
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext=applicationContext;
    }
    
    public void publishEvent(ApplicationEvent event){
        System.out.println("publish event");
        applicationContext.publishEvent(event);
    }
}

4、测试，先用注解方式将 MyPublisher 注入 Spring

@Configuration
@ComponentScan
public class AppConfig {

    @Bean(name = "myPublisher")
    public MyPublisher myPublisher(){
        return new MyPublisher();
    }
}

public class Client {

    @Test
    public void main() {
        ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MyPublisher myPublisher = (MyPublisher) context.getBean("myPublisher");
        myPublisher.publishEvent(new MyEvent(this));
    }
}

5、输出

my Event
publish event
ListenerA received
ListenerB received