Java设计模式-观察者模式

推荐先阅读Java设计模式

概述

定义:

又被称为发布-订阅(Publish/Subscribe)模式,它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变化时,会通知所有的观察者对象,使他们能够自动更新自己。

结构

在观察者模式中有如下角色:

  • Subject:抽象主题(抽象被观察者),抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里,每个主题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对象。
  • ConcreteSubject:具体主题(具体被观察者),该角色将有关状态存入具体观察者对象,在具体主题的内部状态发生改变时,给所有注册过的观察者发送通知。
  • Observer:抽象观察者,是观察者的抽象类,它定义了一个更新接口,使得在得到主题更改通知时更新自己。
  • ConcrereObserver:具体观察者,实现抽象观察者定义的更新接口,以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

案例实现

【例】微信公众号

在使用微信公众号时,大家都会有这样的体验,当你关注的公众号中有新内容更新的话,它就会推送给关注公众号的微信用户端。我们使用观察者模式来模拟这样的场景,微信用户就是观察者,微信公众号是被观察者,有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号。

类图如下:

定义抽象观察者类,里面定义一个更新的方法

public interface Observer {
void update(String message);
}

定义具体观察者类,微信用户是观察者,里面实现了更新的方法

public class WeixinUser implements Observer {
// 微信用户名
private String name;

public WeixinUser(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void update(String message) {
System.out.println(name + "-" + message);
}
}

定义抽象主题类,提供了attach、detach、notify三个方法

public interface Subject {
//增加订阅者
public void attach(Observer observer);

//删除订阅者
public void detach(Observer observer);

//通知订阅者更新消息
public void notify(String message);
}

微信公众号是具体主题(具体被观察者),里面存储了订阅该公众号的微信用户,并实现了抽象主题中的方法

public class SubscriptionSubject implements Subject {
//储存订阅公众号的微信用户
private List<Observer> weixinUserlist = new ArrayList<Observer>();

@Override
public void attach(Observer observer) {
weixinUserlist.add(observer);
}

@Override
public void detach(Observer observer) {
weixinUserlist.remove(observer);
}

@Override
public void notify(String message) {
for (Observer observer : weixinUserlist) {
observer.update(message);
}
}
}

客户端程序

public class Client {
public static void main(String[] args) {
SubscriptionSubject mSubscriptionSubject=new SubscriptionSubject();
//创建微信用户
WeixinUser user1=new WeixinUser("孙悟空");
WeixinUser user2=new WeixinUser("猪悟能");
WeixinUser user3=new WeixinUser("沙悟净");
//订阅公众号
mSubscriptionSubject.attach(user1);
mSubscriptionSubject.attach(user2);
mSubscriptionSubject.attach(user3);
//公众号更新发出消息给订阅的微信用户
mSubscriptionSubject.notify("传智黑马的专栏更新了");
}
}

优缺点

1,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。
  • 被观察者发送通知,所有注册的观察者都会收到信息【可以实现广播机制】

2,缺点:

  • 如果观察者非常多的话,那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时
  • 如果被观察者有循环依赖的话,那么被观察者发送通知会使观察者循环调用,会导致系统崩溃

使用场景

  • 对象间存在一对多关系,一个对象的状态发生改变会影响其他对象。
  • 当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面时。

JDK中提供的实现

在 Java 中,通过 java.util.Observable 类和 java.util.Observer 接口定义了观察者模式,只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。

1,Observable类

Observable 类是抽象目标类(被观察者),它有一个 Vector 集合成员变量,用于保存所有要通知的观察者对象,下面来介绍它最重要的 3 个方法。

  • void addObserver(Observer o) 方法:用于将新的观察者对象添加到集合中。

  • void notifyObservers(Object arg) 方法:调用集合中的所有观察者对象的 update方法,通知它们数据发生改变。通常越晚加入集合的观察者越先得到通知。

  • void setChange() 方法:用来设置一个 boolean 类型的内部标志,注明目标对象发生了变化。当它为true时,notifyObservers() 才会通知观察者。

2,Observer 接口

Observer 接口是抽象观察者,它监视目标对象的变化,当目标对象发生变化时,观察者得到通知,并调用 update 方法,进行相应的工作。

【例】警察抓小偷

警察抓小偷也可以使用观察者模式来实现,警察是观察者,小偷是被观察者。代码如下:

小偷是一个被观察者,所以需要继承Observable类

public class Thief extends Observable {
private String name;

public Thief(String name) {
this.name = name;
}

// get set 方法

public void steal() {
System.out.println("小偷:我偷东西了,有没有人来抓我!!!");
super.setChanged(); //changed = true
super.notifyObservers();
}
}

警察是一个观察者,所以需要让其实现Observer接口

public class Policemen implements Observer {
private String name;

public Policemen(String name) {
this.name = name;
}

// get set 方法

@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("警察:" + ((Thief) o).getName() + ",我已经盯你很久了,你可以保持沉默,但你所说的将成为呈堂证供!!!");
}
}

客户端代码

public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建小偷对象
Thief t = new Thief("隔壁老王");
//创建警察对象
Policemen p = new Policemen("小李");
//让警察盯着小偷
t.addObserver(p);
//小偷偷东西
t.steal();
}
}