Java设计模式系列之观察者模式

观察者模式 Observer的定义

　　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，让它们能够自动更新自己。

第一部分

这里有一个例子，是马士兵老师在讲解观察者模式的时候给出的例子，个人认为对理解观察者模式有很大的用处，自己查到的一些博文也写得很好，但是太过于一板一眼了，不便于去理解。具体的例子是这样的：一个小孩在睡觉，当小孩醒过来之后，爸爸要feed，爷爷要哄哄抱抱，小狗汪汪叫。在这里这个睡觉的小孩就是被观察的对象，后面三个对象就是观察者，小孩的状态发生改变的时候，就相当于一个事件被触发了，观察者(或者应该叫做监听者)会做出相应的动作。下面是具体的是代码实现。

第一步：我们定义被观察对象

 1 class Child implements Runnable {
 2     //用List来存放不同的监听
 3     private List<WakeUpListener> wakeUpListeners = new ArrayList<WakeUpListener>();
 4 
 5     //List中添加监听的操作
 6     public void addWakenUpListener(WakeUpListener l) {
 7         wakeUpListeners.add(l);
 8     }
 9 
10     //被观察者小孩的状态发生改变，则会通知观察者，使其执行各自的performAction方法
11     public void wakeUp() {
12         for (int i = 0; i < wakeUpListeners.size(); i++) {
13             WakeUpListener l = wakeUpListeners.get(i);
14             //
15             l.performAction(new WakeUpEvent(System.currentTimeMillis(), "沙发上",
16                     this));
17         }
18     }
19 
20     //监听线程的run()
21     public void run() {
22         try {
23             Thread.sleep(1000);
24         } catch (InterruptedException e) {
25             e.printStackTrace();
26         }
27         this.wakeUp();
28     }
29 
30 }

第二步：给出监听接口，具体的观察者都去实现这个接口，具体的观察者复写接口的performAction方法，小孩的状态发生变化，做出响应

1 interface WakeUpListener {
2     public void performAction(WakeUpEvent wakeUpEvent);
3 }

第三步：定义具体的观察者

 1 /*
 2  * 具体观察者ConcreteObserver，被观察的对象child的状态发生变化这一事件会触发观察者的performAction方法，针对被观察者的变化做出反应
 3  */
 4 //具体观察者一
 5 class Dad implements WakeUpListener {
 6 
 7     public void performAction(WakeUpEvent wakeUpEvent) {
 8         System.out.println("..feed..");
 9     }
10 
11 }
12 //具体观察者二
13 class Dog implements WakeUpListener {
14 
15     public void performAction(WakeUpEvent wakeUpEvent) {
16         System.out.println("..汪汪..");
17     }
18 
19 }
20 //具体观察者三
21 class Grand implements WakeUpListener {
22 
23     public void performAction(WakeUpEvent wakeUpEvent) {
24         System.out.println("..hug..");
25     }
26 
27 }

第四步：定义事件类Event，Event事件类,将观察者状态的改变封装成Event类，不同的状态对应不同的事件。在我们的例子中，小孩的状态发生改变，他的观察者Dad、Dog、Grand会针对此事件做出反应；

 1 class WakeUpEvent {
 2     //描述了事件的一些基本的信息:时间+地点+被观察对象
 3     private long time;
 4     private String location;
 5     private Child child;
 6 
 7     public WakeUpEvent(long time, String location, Child child) {
 8         super();
 9         this.time = time;
10         this.location = location;
11         this.child = child;
12     }
13 
14     public long getTime() {
15         return time;
16     }
17 
18     public void setTime(long time) {
19         this.time = time;
20     }
21 
22     public String getLocation() {
23         return location;
24     }
25 
26     public void setLocation(String location) {
27         this.location = location;
28     }
29 
30     public Child getChild() {
31         return child;
32     }
33 
34     public void setChild(Child child) {
35         this.child = child;
36     }
37 
38 }

第五步：下面的observers是我们的配置文件的文件名，尽量将这些动作的实现对客户端隐藏，用户不需要明白加载读取配合文件的操作，在做代码设计的时候要始终坚持这一原则。

1 try {
2             props.load(ObserveTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream(
3                     "Observers.properties"));
4         } catch (IOException e) {
5             e.printStackTrace();
6         }

我们在这里将读取配置文件的动作封装在类中：

 1 //这里将读取配置文件Observers.properties的操作封装在类中，使用静态代码块的形式，在类加载的时候将配置文件加载进内存
 2 //提高代码的灵活行，避免反复的执行加载配置文件的操作
 3 class PropertyMgr {
 4     // 重要的思想：缓存
 5     // 单例初步以及缓存:把硬盘上的内容缓存到内存上
 6     // 缓存的策略:访问最多的文件进行缓存
 7     private static Properties props = new Properties();
 8     // 这里使用了静态代码块，类加载的时候初始化一次
 9     static {
10         try {
11             props.load(ObserveTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream(
12                     "Observers.properties"));
13         } catch (IOException e) {
14             e.printStackTrace();
15         }
16     }
17     //定义成静态static方法，方便在类外直接访问
18     public static String getProperty(String key) throws IOException {
19         return props.getProperty(key);
20 
21     }
22 }

最后一步：测试一下我们的程序，这里我给出完整的代码，方便读者的调试验证(这里附上我们的配置文件Observers.properties),只是一个简单的键值对应关系：observers=Grand,Dog,Dad

View Code

运行结果：

..hug..
..汪汪..
..feed..

第二部分

面试的过程可能会问到什么是观察者模式，其实这个时候不要给他们说什么太过于理论性的东西，举例子最方便不过了。观察者模式在java中的运用其实挺多的，比如说AWT和Swing中的监听机制用到的就是观察者模式，下面我们就来模拟一下看看监听机制是如何运作的。【注意】，代码中用到的类和方法都是我们自己定义的，不是调用API中的类和方法。

第一步：给出被监听对象：我们定义的一个按钮button

 1 //首先定义一个按钮
 2 class Button {
 3     //创建一个具体的事件对象
 4     ActionEvent e = new ActionEvent(System.currentTimeMillis(), this);
 5     //List存储不同的监听者对象
 6     private List<ActionListener> actionListeners = new ArrayList<ActionListener>();
 7 
 8     //button按钮被按下时所触发的动作
 9     public void buttonPressed() {
10         for (int i = 0; i < actionListeners.size(); i++) {
11             ActionListener l = actionListeners.get(i);
12             //按下button,监听者会做出相应的动作
13             l.actionPerformed(e);
14         }
15     }
16 
17     //add添加监听者的动作
18     public void addActionListener(ActionListener l) {
19         actionListeners.add(l);
20     }
21 }

第二步：定义监听接口，具体的监听者去实现这个接口“

1 interface ActionListener {
2     public void actionPerformed(ActionEvent e);
3 }

第三步：具体的监听者

 在这里我们定义了两个监听者类

 1 class MyActionListener implements ActionListener {
 2 
 3     public void actionPerformed(ActionEvent E) {
 4         System.out.println("button pressed");
 5     }
 6 }
 7 
 8 class MyActionListener2 implements ActionListener {
 9 
10     public void actionPerformed(ActionEvent E) {
11         System.out.println("button pressed2");
12     }
13 }

第四步：定义监听事件Event，时间对象包括：时间的发生时间when+事件源

 1 class ActionEvent {
 2     long when;
 3     Object source;
 4 
 5     public ActionEvent(long when, Object source) {
 6         super();
 7         this.when = when;
 8     }
 9 
10     public long getWhen() {
11         return when;
12     }
13 
14     public Object getSource() {
15         return source;
16     }
17 }

第五步：给出测试代码

1 public class Test {
2     public static void main(String args[]) {
3 
4         Button b = new Button();
5         b.addActionListener(new MyActionListener());
6         b.addActionListener(new MyActionListener2());
7         b.buttonPressed();
8     }
9 }

运行结果：

button pressed
button pressed2

最后给出完整代码方便理解调试：

View Code

第三部分：我们在第二步给出了我们自己模拟的按钮按下触发相应动作的过程，第三部分给出AWT中，调用API中封装的一些已经实现好的类和方法，和第二步完成的是相同的动作。

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