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观察者模式,这一篇就搞定

文章收录在 GitHub JavaKeeper ,包含 N 线互联网开发必备技能兵器谱

在软件系统中经常会有这样的需求:如果一个对象的状态发生改变,某些与它相关的对象也要随之做出相应的变化。

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  • 微信公众号,如果一个用户订阅了某个公众号,那么便会收到公众号发来的消息,那么,公众号就是『被观察者』,而用户就是『观察者』
  • 气象站可以将每天预测到的温度、湿度、气压等以公告的形式发布给各种第三方网站,如果天气数据有更新,要能够实时的通知给第三方,这里的气象局就是『被观察者』,第三方网站就是『观察者』
  • MVC 模式中的模型与视图的关系也属于观察与被观察

观察者模式是使用频率较高的设计模式之一。

观察者模式包含观察目标和观察者两类对象,一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者,一旦观察目标的状态发生改变,所有的观察者都将得到通知。

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。

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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。

类图

再记录下 UML 类图的注意事项,这里我的 Subject 是抽象方法,所以用***斜体***,抽象方法也要用斜体,具体的各种箭头意义,我之前也总结过《设计模式前传——学设计模式前你要知道这些》(被网上各种帖子毒害过的自己,认真记录~~~)。

实例

1、定义观察者接口

interface Observer {
    public void update();
}
复制代码

2、定义被观察者

abstract class Subject {
    private Vector<Observer> 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();
}
复制代码

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();
    }
}
复制代码

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");
    }
}
复制代码

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();
    }
}
复制代码

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
复制代码

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 Observerupdate() 方法就行了。

优缺点

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

缺点

  • 目标与观察者之间的依赖关系并没有完全解除,而且有可能出现循环引用
  • 当观察者对象很多时,通知的发布会花费很多时间,影响程序的效率

应用

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。

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。

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,ContextRefreshedEventContextStartedEventContextStoppedEventContextClosedEventRequestHandledEvent

  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:ApplicationContextApplicationContext 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。

2. coding~~~~~~

1、定义事件

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

2、实现事件监听器

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

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

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);
    }
}
复制代码

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();
    }
}
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public class Client {

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

5、输出

my Event
publish event
ListenerA received
ListenerB received
复制代码

瞎扯

设计模式真的只是一种设计思想,不需要非得有多个观察者才可以用观察者模式,只有一个观察者,我也要用。

再举个栗子,我是做广告投放的嘛(广告投放的商品文件一般为 xml),假如我的广告位有些空闲流量,这我得利用起来呀,所以我就从淘宝客或者拼夕夕的多多客上通过开放的 API 获取一些,这个时候我也可以用观察者模式,每次请求 10 万条商品,我就生成一个新的商品文件,这个时候我也可以用观察者模式,获取商品的类是被观察者,写商品文件的是观察者,当商品够10万条了,就通知观察者重新写到一个新的文件。

大佬可能觉这么实现有点费劲,不用设计模式也好,或者用消息队列也好,其实都只是一种手段,选择适合自己业务的,开心就好。

参考

design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/lates…

www.cnblogs.com/jmcui/p/110…

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