設(shè)計模式——觀察者模式

觀察者(Observer)模式

走進觀察者模式

  • 首先呢堰,先思考訂閱報紙是怎么回事

    1. 報社的業(yè)務(wù)就是出版報紙隔躲,并把報紙送給那些訂閱報紙的人

    2. 向某家報社訂閱報紙穗泵,只要他們有新報紙出版瓮孙,就會給你送一份來坊秸,只要你是他們的客戶麸祷,你就會一直收到新報紙

    3. 當你不想訂報紙的時候,取消訂閱褒搔,你就再也不會收到他們新出版的報紙了

    4. 只要報社還在運營阶牍,總會有人向他們訂閱報紙或取消訂閱報紙

  • 上面這些話看起來像是廢話,但是得把他們拆開來看星瘾,觀察者模式的思想就是這樣的

  • 在觀察者模式中走孽,報社(出版者)稱為“主題”(subject),訂閱者稱為“觀察者”(Observer)


  • 定義:觀察者模式定義了對象之間的一對多依賴琳状,這樣一來磕瓷,當一個對象改變狀態(tài)時,它的所有依賴著都會收到通知并自動更新

  • 如何理解一對多的關(guān)系算撮?

    利用觀察者模式生宛,主題是具有狀態(tài)的對象县昂,并且可以控制這些狀態(tài)。也就是說陷舅,有“一個”具有狀態(tài)的主題倒彰。另一方面,觀察者使用這些狀態(tài)莱睁,雖然這些狀態(tài)并不屬于他們待讳。有許多依賴觀察者,以來主題來通知他們狀態(tài)改變了仰剿。這就產(chǎn)生了關(guān)系:“一個”主題對“多個”觀察者的關(guān)系创淡。

  • 依賴如何產(chǎn)生?

    因為主題才是真正擁有數(shù)據(jù)的實體南吮,觀察者是主題的依賴者琳彩,當數(shù)據(jù)變化時更新,這樣比起讓許多對象控制同一份數(shù)據(jù)來部凑,可以得到更干凈的 OO (object oriented)設(shè)計

設(shè)計觀察者模式

簡單設(shè)計經(jīng)典的觀察者模式

  • 首先露乏,定義主題接口,該接口內(nèi)至少提供3個方法:registerObserver()涂邀、removeObserver()瘟仿、notifyObserver()

    顧名思義,對象可以注冊(register)成為觀察者比勉,對象還可以把自己移除(remove)劳较,主題還得通知(notify)依賴他的觀察者們

  • 定義了主題接口,接下來可以定義一些具體主題來實現(xiàn)(implements)主題接口浩聋,因為是實現(xiàn)接口观蜗,所以必須重寫接口中的所有定義方法(注冊、移除赡勘、通知)嫂便,當然具體主題類還可以有 setState()、getState() 方法

  • 主題部分搞定了闸与,接下來是觀察者部分毙替,先定義一個觀察者接口,接口中至少要提供 update() 方法践樱,當主題狀態(tài)改變時厂画,該方法會被調(diào)用

  • 還可以定義一些具體的觀察者類來實現(xiàn)觀察者接口,在這些類中拷邢,必須重寫觀察者接口中的 update() 方法袱院,以應(yīng)對不同的業(yè)務(wù)需求

  • UML 類圖(圓點表示接口):

松耦合

  • 當兩個對象之間松耦合,它們依然可以交互,但是不太清楚彼此的細節(jié)忽洛,觀察者模式提供了一種對象設(shè)計腻惠,讓主題和觀察者之間松耦合

  • 對于主題來說,主題只知道觀察者實現(xiàn)了某個接口(也就是 Observer)接口欲虚,主題不需要知道觀察者的具體是誰集灌、做了些什么或其他任何細節(jié)

  • 任何時候我們都可以增加新的觀察者,因為主題唯一依賴的東西是一個實現(xiàn) Observer 接口的對象列表复哆,所以我們可以隨時增加觀察者欣喧。事實上,在運行時我們可以用新的觀察者取代現(xiàn)有的觀察者梯找,主題不會受到任何影響唆阿。同樣的,也可以在任何時候刪除某些觀察者

  • 有新類型的觀察者出現(xiàn)時锈锤,主題的代碼不需要修改驯鳖。也就是說,如果有一個新的具體類想成為某個主題的觀察者牙咏,我們不需要為了兼容而修改主題的代碼臼隔,只需要在新的類里實現(xiàn)此觀察者接口,然后注冊為觀察者即可妄壶,主題不在乎別的,它只會發(fā)送通知給所有實現(xiàn)了觀察者接口的對象

  • 我們可以獨立地復(fù)用主題或觀察者寄狼,如果我們在其他地方需要使用主題或觀察者丁寄,可以輕易地復(fù)用,因為二者并非緊耦合

  • 改變主題或觀察者其中一方泊愧,并不會影響另一方伊磺,因為兩者是松耦合的,所以只要他們之間的接口仍被遵守删咱,我們就可以自由地改變他們

  • 因為對象之間的互相依賴降到了最低屑埋,所以松耦合的設(shè)計能讓我們建立有彈性的 OO 系統(tǒng),能夠應(yīng)對變化痰滋,是因為對象之間的互相依賴降到了最低

模擬案例:氣象觀測站

  • 此系統(tǒng)的三個部分是氣象站(獲取實際氣象數(shù)據(jù)的屋里裝置)摘能、WeatherData 對象(追蹤來自氣象站的數(shù)據(jù),并更新公告板)和公告板(顯示目前天氣狀況給用戶看)

  • WeatherData 對象知道如何和物理氣象站聯(lián)系以取得更新的數(shù)據(jù)敲街,WeatherData 對象會隨即更新三個公告板的顯示:目前狀況(溫度团搞、濕度、氣壓)多艇、氣象統(tǒng)計和天氣預(yù)報

  • UML 類圖:

使用 Java 內(nèi)置的觀察者模式

  • java.util 包內(nèi)包含了最基本的 Observer 接口與 Observable 類逻恐,這和之前設(shè)計的 Observer 接口與 Subject 接口很相似,區(qū)別是 Subject 接口變?yōu)榱?Observable (可觀察者),本來具體主題是要實現(xiàn) Subject 接口的复隆,現(xiàn)在變成了擴展(繼承) Observable 類

  • 如何把對象變成觀察者拨匆?

    如同之前一樣,實現(xiàn)觀察者接口(現(xiàn)在是實現(xiàn) java 內(nèi)置的 java.util.Observer 接口)挽拂,然后調(diào)用 某個 Observable 對象的 addObserver() 方法涮雷,當不想再當觀察者時,調(diào)用 deleteObserver() 方法就可以了

  • 可觀察者如何送出通知轻局?

    首先洪鸭,需要繼承 java.util.Observable 接口產(chǎn)生“可觀察者”類,然后需要兩個步驟:

    1. 先調(diào)用 setChanged() 方法仑扑,標記狀態(tài)已經(jīng)改變的事實

    2. 然后調(diào)用 notifyObservers() 方法 或者 notifyObservers(Object arg)

  • 觀察者如何接受览爵?

    同以前一樣,觀察者實現(xiàn)了更新的方法镇饮,但是方法的簽名不太一樣:

      update(Observable o, Object arg)
    

    o 主題本身當作第一個變量蜓竹,好讓觀察者知道哪個主題通知它

    arg 這正是傳入 notifyObservers() 的數(shù)據(jù)對象

    如果你想推(push)數(shù)據(jù)給觀察者,你可以把數(shù)據(jù)當作數(shù)據(jù)對象傳送給 notifyObservers(arg) 方法储藐,否則俱济,觀察者就必須從可觀察者對象中拉(pull)數(shù)據(jù)

  • UML 類圖:

  • 注意:有多個觀察者時,不能依賴特定的通知次序

java.util.Observable 的黑暗面

  • 首先它是一個類钙勃,而不是一個接口蛛碌,甚至它都沒有實現(xiàn)一個接口

  • 因為它是一個類,所以必須設(shè)計一個類來繼承它辖源,又因為 Java 只支持單繼承蔚携,這就限制了 Observer 的復(fù)用潛力

  • 因為沒有 Observable 接口,你無法建立自己的實現(xiàn)和 Java api 相配合

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