觀察者模式 Observer 發佈訂閱模式 源 監聽 行為型 設計模式（二十三）

来源:https://www.cnblogs.com/noteless/archive/2018/12/20/10147516.html
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觀察者模式 Observer，又被稱為發佈訂閱模式或者源監聽，是一種行為型設計模式，也是也是很多系統中常常用到的一種消息處理機制，Java內置了對觀察者模式的支持，藉助於觀察者模式可以很好地完成消息的發佈與訂閱，本文對觀察者模式進行了簡介，並且給出了意圖和結構的解析，並且給出了Java代碼示例。 ...


觀察者模式 Observer image_5c1af1b9_5671

意圖

定義對象一種一對多的依賴關係，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴他的對象都得到通知並自動更新。 別名：依賴（Dependents），發佈訂閱（Publish-Subscribe）源-監聽（Source-Listener）   image_5c1af1b9_431a 《Hold On, We're Going Home》是加拿大說唱歌手德雷克與製作組合Majid Jordan合作的節奏布魯斯歌曲 第一句“I got my eyes on you”就是“我一直關註你”   I got my eyes on you, You're everything that I see I want your hot love and emotion, endlessly I can't get over you, You left your mark on me......   電視劇中，也是經常出現”觀察、監視“，比如《黎明之前》 是劉江執導2010年出品的諜戰劇，由吳秀波、林永健、陸劍民、海清等領銜主演。豆瓣評分高達9.2。 有一段周漢亭被盯梢的橋段，有負責門口監視的，有負責電話彙報情況的，有負責指揮的....他的一舉一動都在敵人的監視之內，引發無數個探子連鎖行動。   歌詞中因為喜歡妹子所以持續關註，妹子是目標，歌手是觀察者。 電視劇中敵人為了破壞我黨工作，所以監視，周漢亭是目標，眾多探子是觀察者。 通過對目標的觀察，觀察者可以獲得事物的動向情況，進而做出進一步的行動。這就是觀察。   在程式中，也經常會出現這種場景 一個系統中必然由多個相互協作的類組成，很常見的問題就是維持狀態的一致性或者說聯動效果。 觀察者模式就是為瞭解決這種問題，處理“協作者”之間的一致性與聯動問題。   比如，資料庫中對某個欄位進行了更新，可能需要同步修改其他欄位   比如，執行一個main方法，IDE的視窗的聯動效果，如下圖所示，點擊run執行後 底部狀態欄會顯示Build狀態，很快完成後就開始運行，側邊欄顯示運行狀態，然後控制台列印輸出信息 這是一系列的聯動效果 image_5c1af1b9_6655 比如，同一份數據有多種圖表展示，如果數據發生變化，每個圖表都需要發生變化 image_5c1af1b9_1bae

結構

假設目標為Subject ，觀察者為Observer（一個或者多個） 最簡單的實現方式，就是Subject直接調用Observer的方法。 image_5c1af1b9_4e72 當事件發生後，直接調用Observer的相關方法。 偽代碼如下 Subject內使用List維護觀察者 當事件發生，也就是方法f（）中，迴圈通知觀察者 省略了觀察者的維護工作，也就是添加和刪除 
class Subject{
List<Observer> observerList = new ArrayList<>();
void f(){
//do sth...
for(Observer o:observerList){
//調用相關方法
o.doSthElse();
}
}

 

依賴倒置原則中，要求應該面向抽象進行編程，而不是面向細節。 上面的結構中，不管是目標還是觀察者的擴展都不方便，所以抽象提取。 image_5c1af1b9_6dec   這就是觀察者模式的基本結構。 抽象觀察者角色Observer 為所有的具體的觀察者定義一個介面，得到主題的通知信息後，進行同步響應。 一般包含一個方法叫做update（）用以同步響應 抽象主題角色Subject 主題角色把所有觀察者對象保存在集合中，提供管理工作，添加和刪除 並且，提供通知工作，也就是調用相關觀察者的update 具體主題角色ConcreteSubject 實現抽象主題介面協議，當狀態方式發生變化時，對觀察者進行通知 具體觀察者角色ConcreteObserver 實現抽象觀察者定義的介面，完成自身相關的同步更新活動

代碼示例

抽象觀察者角色,提供統一的更新方法 
package observer;
public interface Observer {
void update();
}
抽象的Subject，內部使用List<Observer>保存觀察者對象 提供了attach和dettach方法用於添加和刪除觀察者 並且提供了通知方法，就是遍歷調用Observer 
package observer;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
 
public abstract class Subject {
 
    List<Observer> observerList;
     
    Subject() {
        observerList = new LinkedList<>();
    }
     
    void attach(Observer o) {
        observerList.add(o);
    }
     
    void dettach(Observer o) {
        observerList.remove(o);
    }
     
    void notifyObservers() {
        for (Observer o : observerList) {
            o.update();
        }
    }
}
具體的主題角色，他有一個行動方法，行動後通知其他的觀察者 觀察者在父類中列表裡面定義 
package observer;
public class ConcreteSubject extends Subject {
    public void action() {
        System.out.println("下雨了");
        super.notifyObservers();
    }
}
具體的觀察者，實現具體的行動 
package observer;
public class ConcreateObserver implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("那我收衣服了");
    }
}
測試代碼 
package observer;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
        Observer o1 = new ConcreateObserver();
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        subject.attach(o1);
        subject.action();
    }
}

 

image_5c1af1b9_179e 如果新增加一個觀察者 
package observer;
public class ConcreteObserver1 implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("那我得把窗戶關上");
    }
}

 

測試代碼 image_5c1af1ba_3e32 如上圖所示，有兩個觀察者（比如張三和李四），當包租婆大喊一聲下雨了之後，他們都得到通知 張三去收衣服了，李四把自己的窗戶關上了   以上就是觀察者模式的簡單示例。   觀察者模式的核心在於對於觀察者的管理和維護，以及發送通知。 消息的發佈訂閱，在程式中就是消息發佈者調用訂閱者的相關方法 觀察者模式將發佈者與訂閱者進行解耦，不再是直接的方法調用，通過引入Observer角色，完成了發佈者與具體訂閱者之間的解耦 也是一種形式的“方法調用”的解耦

Java的觀察者模式

image_5c1af1ba_413f   觀察者介面Observer
是一個interface，定義了一個update方法
void update(Observable o, Object arg);
接受兩個參數，一個是被觀察對象，一個是參數 被觀察角色Observerable 等同於前文Subject 內部使用Vector維護觀察者Observer 提供了對觀察者的管理相關方法，添加、刪除、計算個數、刪除、刪除所有等   Observerable內部使用標誌位記錄是否已經發生變化     private boolean changed = false;   發生變動後，設置為true，通知後設置為false image_5c1af1ba_7fcf  
addObserver(Observer o) 添加指定觀察者
deleteObserver(Observer o)  刪除指定觀察者
deleteObservers()      刪除所有觀察者
countObservers 返回觀察者個數
notifyObservers() notifyObservers(Object arg)  通知所有觀察者 一個無參，一個有參 參數傳遞給Observer的update
  Observerable的實現原理很簡單：
  • 使用Vector保存觀察者，提供了添加、刪除、刪除全部的方法，並且可以返回觀察者的個數。
  • 如果的確發生變動，將會通知所有的觀察者
提供了兩個版本的notifyObservers，一個有參，有個無參，參數對應update方法的第二個參數 image_5c1af1ba_6594   通知後，將會清除變動狀態   image_5c1af1ba_7878 Observable中Vector<Observer>是私有的，也並沒有提供訪問器，只是可以添加、刪除、或者清除所有 所以子類並不知道具體的Observer image_5c1af1ba_38a4 代碼示例 
package observer.java;
import java.util.Observable;
public class Subject extends Observable {
    public void changeState() {
        System.out.println("下雨了........");
        setChanged();
        notifyObservers();
    }
}

 

package observer.java;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Watcher1 implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("被觀察者:" + o + " ,參數 " + arg + " ,觀察者1");
    }
}

 

 

package observer.java;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Watcher2 implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("被觀察者:" + o + " ,參數 " + arg + " ,觀察者2");
    }
}
image_5c1af1ba_7d48   Subject 繼承Observable類，自定義了changeState（）方法 在方法中，調用     setChanged();     notifyObservers(); 完成狀態改變和通知。   從列印信息可以看得出來 update方法接收到的第一個參數，就是我們的被觀察者對象 第二個參數可以用來封裝傳遞信息   所以在java中，除非場景特殊，你又不需要自己寫觀察者模式了，已經內置了 通過繼承和實現相應的類和介面即可。   GOF的設計模式出版於95，JDK 1.0始於1996，所以，Java天然支持某些設計模式也很正常 而且，設計模式是經驗總結，GOF將他們歸納總結使之廣為人知，但是並不代表這些經驗史無前例 JDK的開發者人家本身就有這些“經驗”也不足為奇。

與中介者模式區別

觀察者模式用於一對多依賴場景中的解耦，通過引入Observer角色，將消息發佈者與具體的訂閱者進行解耦 中介者模式是將系統內部多對多的複雜耦合關係，藉助於中介者進行解耦，將網狀結構，簡化為星型結構，將多對多轉換為一對多    他們都能夠實現消息發佈者與接收者的解耦，消息發佈者都不知道具體的消息接收者 發起消息的Colleague同事類角色是被觀察者，中介類Mediator是觀察者，調用其他的同事類進行協作   儘管觀察者模式強調“一致性通信” 中介者模式強調“內部組件協作” 但是根本還是方法執行時，需要同步調用其他對象   兩個模式之間是一種類似的關係，在有些場景可替代轉換。 如果協作關係比較簡單，可以實現為一對多的形式，使用觀察者模式 如果協作關係更加複雜，那麼就可以使用中介者模式

總結

觀察者模式是在一對多的依賴場景中，對消息發佈者和消息訂閱者的解耦 在觀察者和被觀察者之間建立了一個抽象的耦合，而不是強關聯 通過引入觀察者角色，發佈者不依賴具體的觀察者，從而Subject和Observer可以獨立發展 被觀察者僅僅知道有N個觀察者，他們以集合的形式被管理，都是Observer角色，但是完全不知道具體的觀察者   觀察者模式的支持廣播，被觀察者會向所有的觀察者發送消息。   增加新的觀察者時，不需要修改客戶端代碼，只需要擴展Observer介面即可，滿足開閉原則。   一個觀察者，也可能是一個被觀察者，如果出現觀察者調用鏈，將會發生多米諾骨牌效應不斷地進行調用，後果可能是難以預知的。 所以要謹慎識別雙重身份的對象，也就是即是觀察者也是被觀察者的對象。   被觀察者不知道具體的觀察者，也更不可能知道觀察者具體的行為 當發生狀態變化時，被觀察者一個小舉動，可能引起很大的性能消耗，而被觀察者對此毫不知情，可能仍舊以為雲淡風輕。   當一個對象狀態的改變，需要同時改變其他對象時，可以考慮觀察者模式 當一個對象必須通知其他人時，但是他又不知道到底是誰時，可以考慮觀察者模式 或者將一個抽象模型中的兩個關聯部分解耦，以便獨立發展，提高復用性，解耦不表示斷開，仍舊需要聯繫，可以藉助於觀察者模式進行聯繫 總之 觀察模式通過引入觀察者角色，將調用者與被調用者解耦，通過觀察者角色聯繫。 但凡類似“廣播”“發佈訂閱”的場景，都可以考慮是否可用。 原文地址:觀察者模式 Observer 行為型 設計模式（二十三）  
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