观察者模式

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本文参考Head First设计模式一书，感觉书中的例子实在很好，很贴切。对模式的知识点进行总结，并对书的源码做了一定注释。

 

观察者模式要点有二：主题和观察者。

最贴切的案例是：杂志订阅，杂志是主题，观察者是订阅者。当出版新杂志时候，这个事件会自动通知所有的订阅者。

根据OO基本原则，应该针对接口编程（当然原因很多），主题和订阅者一般都作为接口。

 

下面是Head First的例子，是一个气象站，用户订阅气象信息的服务。

 

并且，最终用户所要的信息可能是：

 

针对这个需求，应用观察者模式来实现：

但是这个只是一个主题与观察者的设计，观察者自身还需要将信息显示出去。那么再用一个接口，专门来实现展示的功能。

 

 

实际上，上面的DisplayElement接口用再此处，本质上是策略模式的应用。

 

理解每个模式的特点对交流和设计都有很大帮助，当OO思想境修炼到很高的程度时，应该是忘掉所有的模式，而可以根据需要做出最佳设计，这个程度可以算手中无剑，心中有剑的地步。

 

下面是源码，只列出接口：

/**
* 主题
*/
public interface Subject {
   public void registerObserver(Observer o);
   public void removeObserver(Observer o);
   public void notifyObservers();
}

 

/**
* 观察者
*/
public interface Observer {
   public void update( float temp, float humidity, float pressure);
}

 

/**
* 布告板
*/
public interface DisplayElement {
   public void display();
}

 

测试main方法:

   public static void main(String[] args) {
                 //创建主题
    WeatherData weatherData = new WeatherData();
                 //创建三个观察者
    CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
    StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
    ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);
    HeatIndexDisplay heatIndexDisplay = new HeatIndexDisplay(weatherData);
                 //进行气象测量，主题的状态会因为测量值而改变
    weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
    weatherData.setMeasurements(82, 70, 29.2f);
    weatherData.setMeasurements(78, 90, 29.2f);
  }

 

本例仅仅是为了说明这种模式，设计还远不够完美。实际上，主题中应该有一个线程去扫描状态的变化，当变化了，自动去调用measurementsChanged()方法。

 

观察者模式使用很普遍，GUI编程中事件注册就是典型的观察者模式的应用。

 

以上是自己实现的观察者模式，下文将讲述JDK所实现的观察者模式。

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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。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，让他们能够自动更新自己

观察者模式的组成

1.抽象主题角色:把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，每个抽象主题角色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。一般用一个抽象类或接口来实现
2.抽象观察者角色:为所有具体的观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。
3.具体主题角色(Watched):把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，每个抽象主题角色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。一般用一个抽象类或接口来实现。
4.具体观察者角色(Watcher):为所有具体的观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己

A.自定义观察者模式

例如：
1.抽象主题角色类

 package  com.observe;

 public   interface  AbstractWatched {

     //增加一个观察者
     public   void  addAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher);

     //移除一个观察者
     public   void  removeAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher);

     //移除所有的观察着
     public   void  removeAll();

     //通知所有的观察者
     public   void  notifyWatchers();

 }

2.抽象观察者角色

 package  com.observe;

 public   interface  AbstractWatcher {

     public   void  update();

 }

3.具体主题角色(Watched)

 package  com.observe;

 import  java.util.ArrayList;
 import  java.util.List;

 public   class  ConcreteWatched  implements  AbstractWatched {

     //list:存放观察者的一个集合对象
     List<AbstractWatcher> list = new  ArrayList<AbstractWatcher>();

     //增加一个观察者
     public   void  addAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher) {
         list.add(watcher);

     }

     //移除一个观察者
     public   void  removeAbstactWatcher(AbstractWatcher watcher) {
         list.remove(watcher);

     }

     //移除所有的观察着
     public   void  removeAll() {
         list.clear();

     }

     //通知所有的观察者
     public   void  notifyWatchers() {
         for (AbstractWatcher watcher : list){
             watcher.update();
         }

     }

 }

4.具体观察者角色(Watcher)

 package  com.observe;


 public   class  ConcreteWatcher  implements  AbstractWatcher {

     //观察到被观察者发生变化时，执行的方法
     public   void  update() {
         System.out.println("update....." );

     }



 }

5.客户端调用：

 package  com.observe;

 public   class  ClientTest {

     public   static   void  main(String[] args){
         //定义一个被观察者对象
         AbstractWatched watched = new  ConcreteWatched();

         //定义三个观察者对象
         AbstractWatcher watcher1 = new  ConcreteWatcher();
         AbstractWatcher watcher2 = new  ConcreteWatcher();
         AbstractWatcher watcher3 = new  ConcreteWatcher();

         //被观察者添加观察者. 被观察者和观察者之间关系是一对多关系
         watched.addAbstactWatcher(watcher1);
         watched.addAbstactWatcher(watcher2);
         watched.addAbstactWatcher(watcher3);

         System.out.println("第1次..." );
         //被观察者发生改变时，通知观察者执行相应方法
         watched.notifyWatchers();

         //移除一个观察者
         watched.removeAbstactWatcher(watcher2);

         System.out.println("第2次..." );
         //被观察者发生改变时，通知观察者执行相应方法
         watched.notifyWatchers();

         //移除一个所有观察者
         watched.removeAll();

         System.out.println("第3次..." );
         //被观察者发生改变时，通知观察者执行相应方法
         watched.notifyWatchers();

     }
 }

执行结果为：
第1次...
update.....
update.....
update.....
第2次...
update.....
update.....
第3次...



B:对于java的观察者模式框架

从AWT1.1开始图形系统的事件模型采用观察者模式，因此观察者模式在Java语言中的地位极其重要
在xml解析中的SAX也采用了观察者模式来实现
Java也提供了对观察者模式的内置支持

内置观察者模式主要有2个类，一个是类Observable,一个是接口类Observer

Observable类是被观察者，子类只要继承它即可。而且添加观察者等方法已经都实现了.
Observer是观察者，只有一个接口方法public void update(Observable arg0, Object arg1)，需要其子类来实现.这里，observOb是被观测的对象，而arg是由notifyObservers( )方法传递的值。当被观测对象发生了改变，调用update( )方法


1. 被观察者要继承Observable类

2. 被观察者通知观察者时，也就是调用notifyObservers方法时，一定要先 调用setChanged()方法(该方法的作用就是将对象里面的changed这个boolean变量设定为true，因为 notifyObservers要首先检查该变量是否为true，如果为false就不执行而直接返回了)

3. Observable类的两个重载的notifyObservers方法，带参数的那个方法，里面的参数就是Observer接口中的update方法中的第二个参数


一个被观测的对象必须服从下面的两个简单规则。第一，如果它被改变了，它必须调用 setChanged( )方法。第二，当它准备通知观测程序它的改变时，它必须调用notifyObservers( )方法。这导致了在观测对象中对update( )方法的调用。注意——当对象在调用notifyObservers( )方法之前，没有调用setChanged( )方法，就不会有什么动作发生。在update( )被调用之前，被观测对象必须调用setChanged( )和notifyObservers( )两种方法


例如：
被观察者：

 package  com.observe2;

 import  java.util.Observable;

 public   class  Watched  extends  Observable{

     public   void  count( int  number){
         for ( ; number >= 0  ; number-- ){
             setChanged();

             // 注意notifyObservers()有两种形式：一种带有参数而另一种没有。当用参数调用notifyObservers( )方法时，该对象被传给 观测程序的update( )方法作为其第二个参数。否则，将给update( )方法传递一个null。可以使用第二个参数传递适合于你的应用程序的任 何类型的对象。
             //也就是说notifyObservers()内部实际调用的是notifyObservers(null);
             notifyObservers(number);
         }
     }

 }

第一个观察者

 package  com.observe2;

 import  java.util.Observable;
 import  java.util.Observer;

 public   class  Watcher  implements  Observer{

     public   void  update(Observable arg0, Object arg1) {
         System.out.println((Integer)arg1);

     }


 }

第二个观察者：

 package  com.observe2;

 import  java.util.Observable;
 import  java.util.Observer;

 public   class  Watcher2  implements  Observer{

     public   void  update(Observable arg0, Object arg1) {
         if ((Integer)arg1 ==  0 ){
             System.out.println("done" );
         }

     }


 }

客户端调用：

 package  com.observe2;

 public   class  Client {

     public   static   void  main(String[] args){
         //定义一个被观察者
         Watched watched = new  Watched();

         //定义2个观察者
         Watcher watcher = new  Watcher();
         Watcher2 watcher2 = new  Watcher2();

         //给被观察者添加观察者
         watched.addObserver(watcher);
         watched.addObserver(watcher2);

         watched.count(10 );
     }

 }

输出结果为：
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
done
0