在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述观察者(Observer)模式的:观察者模式是对象的行为模式,又叫发布-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。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,使它们能够自动更新自己。
在实际的项目开发中,观察者模式是一个使用频率非常高的模式,通过它的别名:发布——订阅模式也能知道它的主要作用就是用来解耦,将观察者和被观察者解耦,使它们的依赖性更小。
观察者模式定义了被观察者和观察者之间的一对多的依赖关系,使得每当被观察者发生改变时,所有订阅它的观察者都接到通知并自动更新。
观察者模式由四个角色组成:
- 抽象观察者角色(Observer):为所有的具体观察者定义一个接口,在得到主题的通知时更新自己,这个接口叫做更新接口。
- 具体观察者角色(ConcreteObserver):具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口,以便在主题状态发生改变时更新自身状态。
- 抽象主题角色(Subject):抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集(比如ArrayList对象)里,每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者对象,抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。
- 具体主题角色(ConcreteSubject):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改变时,给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。
案例演示
在我们的Android开发中,我们通过监听联系人广播,然后能及时获得联系人发出改变的通知,这个就是一个观察者模式的案例。比如微信公众号的推送,当微信公众号的主题者发送一篇文章的时候,就会推送给所有的订阅者。这里我们就以微信公众号的例子来演示。
定义抽象订阅者和具体订阅者
/**
* 定义观察者的接口
* @author Iflytek_dsw
*
*/
interface IObserver {
/**
* 定义观察者的更新方法
*/
public void update(String message);
}
class ConcreteObserver implements IObserver{
private String name;
public ConcreteObserver(String name) {
super();
this.name = name;
}
@Override
public void update(String message) {
System.out.println("订阅者:" + name + "收到:" + message);
}
}
在上面的抽象订阅者中,定义了一个update方法用于更新订阅者的状态。
定义抽象被订阅者
/**
* 定义抽象被订阅者
* @author Iflytek_dsw
*
*/
abstract class Subject{
/**
* 定义订阅者集合
*/
protected List<IObserver> listObservers;
/**
* 注册订阅者
*/
public abstract void registerObserver(IObserver observer);
/**
* 反注册订阅者
*/
public abstract void unregisterObserver(IObserver observer);
/**
* 通知订阅者改变
*/
public abstract void notifyDateChanged(String message);
}
/**
* 具体的被订阅者
* @author Iflytek_dsw
*
*/
class AndoterSubject extends Subject{
public AndoterSubject(){
listObservers = new ArrayList<IObserver>();
}
@Override
public void registerObserver(IObserver observer) {
listObservers.add(observer);
}
@Override
public void unregisterObserver(IObserver observer) {
listObservers.remove(observer);
}
@Override
public void notifyDateChanged(String message) {
for(IObserver observer: listObservers){
observer.update(message);
}
}
}
在被观察者中我们定义了三个方法,注册订阅者、注销订阅者、通知订阅者。这三个方法中组合进行管理订阅者。
客户端使用
public class Client {
public static void main(String []args){
//定义两个观察者
IObserver observerJack = new ConcreteObserver("Jack");
IObserver observerLucy = new ConcreteObserver("Lucy");
//定义被观察者,同时添加观察者
Subject andoterObservable = new AndoterSubject();
andoterObservable.registerObserver(observerJack);
andoterObservable.registerObserver(observerLucy);
//Observable发生改变
andoterObservable.notifyDateChanged("发布文章【设计模式——观察者模式】");
}
}
运行结果
订阅者:Jack收到:发布文章【设计模式——观察者模式】
订阅者:Lucy收到:发布文章【设计模式——观察者模式】
在上面的例子中,其实按照我们的正常理解,应该是观察者添加被观察者,由观察者觉得需要观察谁?这样的一个逻辑貌似才合理。如果要达成这样的目的,UML图就需要进行变动了。是否可以这样呢?
JDK中的观察者模式Observable、Observer
在Java中通过Observable类和Observer接口实现了观察者模式。一个Observer对象监视着一个Observable对象的变化,当Observable对象发生变化时,Observer得到通知,就可以进行相应的工作。
Observable被观察者
Observable被观察者中提供了setChange()、notifyObservers()两个方法。
- notifyObservers():调用一个列表中所有的Observer的update()方法,通知它们数据发生了变化。
- setChange():方法用来设置一个内部标志位注明数据发生了变化。
- addObserver(Observer o):添加观察者
- deleteObserver(Observer o):删除观察者
- notifyObservers():通知观察者改变
Observer观察者
Observer通过Observable的addObserver()方法把自己添加到列表列表中。
同样适用上面的案例,我们来实现以下。
创建观察者
class User implements Observer{
private String name;
public User(String name) {
super();
this.name = name;
}
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("订阅者:" + name + "收到消息:" + arg);
}
}
从上面可以看到,只要实现Observer接口即可完成一个订阅者类的开发。
创建被观察者
class AndoterWX extends Observable{
public void postArtical(String title){
//标识状态或者内容发生改变
setChanged();
//通知所有观察者
notifyObservers(title);
}
}
集成Observable类实现一个被观察者,然后通过setChanged()设置状态改变,通过notiflyObservers来通知观察者改变。
客户端
public class Client {
public static void main(String []args){
User Jack = new User("Jack");
User Lucy = new User("Lucy");
AndoterWX andoterWX = new AndoterWX();
andoterWX.addObserver(Jack);
andoterWX.addObserver(Lucy);
andoterWX.postArtical("设计模式——观察者模式");
}
}
结果
订阅者:Lucy收到消息:设计模式——观察者模式
订阅者:Jack收到消息:设计模式——观察者模式
使用观察者模式的场景和优缺点
使用场景
关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系。事件多级触发场景。跨系统的消息交换场景,如消息队列、事件总线的处理机制。
优点
- 解除耦合,让耦合的双方都依赖于抽象,从而使得各自的变换都不会影响另一边的变换。观察者和被观察者是抽象耦合的。
- 建立一套触发机制。
缺点
- 观察者过多,将所有的观察者都通知到会花费很多时间
- 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃