设计模式之观察者模式

观察者模式

Rxjava中运用到了观察者模式,那什么是观察者模式呢,现在来学习一下。正所谓观察,就是看,细察事物的现象、动向。在这里看来就是监视目标的动作,然后自己作出相应的回应。

先写一个简单的观察者

  • 不可能只有一个观察者是吧,抽象一个观察者接口:

      public interface ObserverInterface {
          //观察者获取到情报要更新状态
          public void update(String context);
      }
    
  • 定义一个观察者类:

      public class RealObserver implements ObserverInterface {
      
          @Override
          public void update(String context) {
              System.out.println("观察到对方动作,开始汇报");
              this.reportToBoss(context);
              System.out.println("汇报完毕");
          }
          
          //获取到情报要汇报
          public void reportToBoss(String context){
              System.out.println("老板,有情况。。。目标在" + context);
          }
      }
    

再写一个被观察者

  • 抽象一些被观察者的行为。

      public interface ObservableInterface {
          //被观察者的动作
          public void eat();
          public void sleep();
      }
    
  • 定义一个被观察者类:

      public class RealObservable implements ObservableInterface {
          
          private boolean isEat = false;
          private boolean isSleep = false;
          
          public boolean isEat() {
              return isEat;
          }
      
          public void setEat(boolean isEat) {
              this.isEat = isEat;
          }
      
          public boolean isSleep() {
              return isSleep;
          }
      
          public void setSleep(boolean isSleep) {
              this.isSleep = isSleep;
          }
      
          @Override
          public void eat() {
              System.out.println("我吃饭了。。。");
              this.isEat = true;
          }
      
          @Override
          public void sleep() {
              System.out.println("我睡觉了。。。");
              this.isSleep = true;
          }
      }
    
  • 其中就是对两个布尔值的操作,同时还有get/set方法以便获取当前值并进行修改。

写一个线程类

既然要观察监视,就要时刻关注被观察者的状态,以便能在其发生改变的时候及时的更新自己的状态,那么我们就开一条子线程一直在其中循环判断嘛,这不就行了么。

public class WatchThread extends Thread {
    // 被观察者
    private RealObservable mRealObservable;
    // 观察者
    private RealObserver mReObserver;
    // 具体的监视事件
    private String mType;
    
    WatchThread(RealObservable realObservable ,RealObserver realObserver ,String type){
        this.mRealObservable = realObservable;
        this.mReObserver = realObserver;
        this.mType = type;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            if (this.mType.equals("eat")) {
                if (this.mRealObservable.isEat()){
                    this.mReObserver.update("吃饭。。。");
                    //重置状态,以便继续继续监视更新状态
                    this.mRealObservable.setEat(false);
                }
            } else {
                if (this.mRealObservable.isSleep()){
                    this.mReObserver.update("睡觉了。。。");
                    //重置状态,以便继续继续监视更新状态
                    this.mRealObservable.setSleep(false);
                }
            }
        }
    }
}

开启线程

那么现在,万事俱备,只欠东风。在主线程中,创建子线程,并开启线程,获取打印结果。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    //定义出观察者和被观察者
    RealObservable realObservable = new RealObservable();
    RealObserver realObserver= new RealObserver();
    
    //创建监视吃饭线程,并开启
    WatchThread eatWatch = new WatchThread(realObservable, realObserver, "eat");
    eatWatch.start();
    
    //创建监视睡觉线程,并开启
    WatchThread sleepWatch = new WatchThread(realObservable, realObserver, "sleep");
    sleepWatch.start();
    
    //主线程休眠1.5s,确保子线程开启完成
    Thread.sleep(1500);
    //改变被观察者状态
    realObservable.eat();
    
    Thread.sleep(1000);
    realObservable.sleep();
}

打印结果:</br>
我吃饭了。。。</br>
观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭。。。</br>
汇报完毕</br>
我睡觉了。。。</br>
观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在睡觉了。。。</br>
汇报完毕</br>

观察者的另一层含义

那么,这样并不算完,注意到没有,我们在子线程开一个无限死循环while(true)作监听,这样的成本太高。那应该如何进行修改呢,这里换一个方向想,我们需要的是什么,我们需要的是如果被观察者的状态发生了改变,或者说触发了什么事件,我们能够及时的获得这个情报,我们也只需要这个情报,想想看过的谍战片,一直派人监视目标是不是很累,并且需要大量的资源,就像这里的while(true)死循环一样,而有的人就买通目标身边的亲信,让亲信给自己送情报,一旦目标有什么动作就通知自己,这样是不是降低了很多成本,当然买通亲信也是要成本的咯。这也就成了观察者另外一层含义,古往今来从来不缺这类人,他有一个时髦的名称:间谍</br>
说了这么多,在代码中如何实现呢,让被观察者持有观察者的对象,在被观察者产生动作后,直接调用观察者的方法,就达到了汇报的目的了。

改进被观察者

  • 让被观察者持有观察者对象,并在恰当的时机调用其方法。

      public class RealObservable implements ObservableInterface {
          //创建观察者对象
          private ObserverInterface mObserver = new RealObserver();
      
          @Override
          public void eat() {
              System.out.println("我吃饭了。。。");
              this.mObserver.update("吃饭了");
          }
      
          @Override
          public void sleep() {
              System.out.println("我睡觉了。。。");
              this.mObserver.update("睡觉了");
          }
      }
    

修改主函数

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    //创建被观察者
    RealObservable realObservable = new RealObservable();
    realObservable.eat();
    realObservable.sleep();
}

运行打印结果:</br>
我吃饭了。。。</br>
观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭了</br>
汇报完毕</br>
我睡觉了。。。</br>
观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在睡觉了</br>
汇报完毕</br>

打印结果正确,同时效率也提高了。那么是不是这样就够了呢,想一想,我们难道只有一个观察者么,
被观察者的行为难道仅仅是“吃饭”,“睡觉”么,我们应该要达到想增加观察者或者删除观察者,一行代码就搞定的目的,这样的代码才方便后期的拓展和维护是吧。

改进被观察者接口

  • 我们要控制对观察者的增加和删除,也就是要求在被观察者类中进行操作,那么抽象一个接口,里面定义增加观察者和删除观察者的方法。

      public interface ObservableInterface {
          //添加观察者
          public void addObserver(ObserverInterface observer);
          //移除观察者
          public void removeObserver(ObserverInterface observer);
          //通知观察者
          public void notifyObserver(String context);
      }
    
  • 重新定义被观察者类:

      public class RealObservable implements ObservableInterface {
          private List<ObserverInterface> mObserverList = new ArrayList<ObserverInterface>();
          
          @Override
          public void addObserver(ObserverInterface observer) {
              mObserverList.add(observer);
          }
      
          @Override
          public void removeObserver(ObserverInterface observer) {
              mObserverList.remove(observer);
          }
      
          @Override
          public void notifyObserver(String context) {
              for (ObserverInterface observer : mObserverList) {
                  observer.update(context);
              }
          }
          
          public void eat(){
              System.out.println("我吃饭了。。。");
              this.notifyObserver("吃饭了");
          }
          
          public void sleep(){
              System.out.println("我睡觉了。。。");
              this.notifyObserver("睡觉了");
          }
      }
    
  • 为了让结果更直观,对观察者也作出适当的修改:

      public class RealObserver implements ObserverInterface {
          private String name = null;
          
          public RealObserver(String name){
              this.name = name;
          }
          
          @Override
          public void update(String context) {
              System.out.println("我是" + name + "观察到对方动作,开始汇报");
              this.reportToBoss(context);
              System.out.println("汇报完毕");
          }
          
          //获取到情报要汇报
          public void reportToBoss(String context){
              System.out.println("老板,有情况。。。目标在" + context);
          }
      }
    
  • 运行主函数:

      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
          //创建被观察者
          RealObservable Observable = new RealObservable();
          //创建观察者
          ObserverInterface zhangsan = new RealObserver("zhangsan");
          ObserverInterface lisi = new RealObserver("lisi");
          ObserverInterface wangwu = new RealObserver("wangwu");
          //加入观察者集合
          Observable.addObserver(zhangsan);
          Observable.addObserver(lisi);
          Observable.addObserver(wangwu);
          //被观察者发生动作
          Observable.eat();
      }
    

打印结果:</br>
我吃饭了。。。</br>
我是zhangsan观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭了</br>
汇报完毕</br>
我是lisi观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭了</br>
汇报完毕</br>
我是wangwu观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭了</br>
汇报完毕</br>

现在基本上是算完成了,说了这么多,其实JDK中给我们提供了观察者和被观察者(Observer/Observable),当中的方法也和我们所说的差不多,不过看源码可以看出,JDK中的被观察者是使用线程安全的Vector保存观察者对象。

附上使用代码:

  • 观察者

    public class RealObserver implements Observer{
    private String name = null;

      public RealObserver(String name){
          this.name = name;
      }
      
      @Override
      public void update(Observable o, Object arg) {
          System.out.println("我是" + name + "观察到对方动作,开始汇报");
          this.reportToBoss(arg.toString());
          System.out.println("汇报完毕");
      }
    
      //获取到情报要汇报
      public void reportToBoss(String context){
          System.out.println("老板,有情况。。。目标在" + context);
      }
    

    }

  • 被观察者

      public class RealObservable extends Observable {
          public void eat(){
              System.out.println("我吃饭了");
              super.setChanged();
              super.notifyObservers("吃饭");
          }
          
          public void sleep(){
              System.out.println("我睡觉了");
              super.setChanged();
              this.notifyObservers("睡觉");
          }
      }
    
  • 主函数

      public class OberserDemo {
      
          public static void main(String[] args) {
              //创建被观察者
              RealObservable ob = new RealObservable();
              //创建观察者
              Observer zhangsan = new RealObserver("zhangsan");
              Observer lisi = new RealObserver("lisi");
              Observer wangwu = new RealObserver("wangwu");
              //添加进观察者集合
              ob.addObserver(zhangsan);
              ob.addObserver(lisi);
              ob.addObserver(wangwu);
              //被观察者发生动作
              ob.eat();
          }
      }
    

打印结果:</br>
我吃饭了</br>
我是wangwu观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭</br>
汇报完毕</br>
我是lisi观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭</br>
汇报完毕</br>
我是zhangsan观察到对方动作,开始汇报</br>
老板,有情况。。。目标在吃饭</br>
汇报完毕</br>

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