【Java设计模式】023-观察者模式
原创
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目录
十九、观察者模式
1、概述
2、应用场景
3、优缺点
优点
缺点
4、主要角色
5、代码实现
测试类
运行结果
6、再举一个例子
测试类
运行结果
7、扩展
Observable类
Observer 接口
代码演示
运行结果
十九、观察者模式
1、概述
在现实世界中，许多对象并不是独立存在的，其中一个对象的行为发生改变可能会导致一个或者多个其他对象的行为也发生改变。例如，某种商品的物价上涨时会导致部分商家高兴，而消费者伤心；还有，当我们开车到交叉路口时，遇到红灯会停，遇到绿灯会行。这样的例子还有很多，例如，股票价格与股民、微信公众号与微信用户、气象局的天气预报与听众、小偷与警察等。
在软件世界也是这样，例如，Excel 中的数据与折线图、饼状图、柱状图之间的关系；MVC 模式中的模型与视图的关系；事件模型中的事件源与事件处理者。所有这些，如果用观察者模式来实现就非常方便。
观察者（Observer）模式：指多个对象间存在一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。这种模式有时又称作发布-订阅模式、模型-视图模式，它是对象行为型模式。
2、应用场景
在软件系统中，当系统一方行为依赖另一方行为的变动时，可使用观察者模式松耦合联动双方，使得一方的变动可以通知到感兴趣的另一方对象，从而让另一方对象对此做出响应。
- 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，可将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用；
- 实现类似广播机制的功能，不需要知道具体收听者，只需分发广播，系统中感兴趣的对象会自动接收该广播；
- 多层级嵌套使用，形成一种链式触发机制，使得事件具备跨域（跨越两种观察者类型）通知；
3、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。符合依赖倒置原则；
- 目标与观察者之间建立了一套触发机制；
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；
4、主要角色
实现观察者模式时要注意具体目标对象和具体观察者对象之间不能直接调用，否则将使两者之间紧密耦合起来，这违反了面向对象的设计原则。
- 抽象主题（Subject）角色：也叫抽象目标类，它提供了一个用于保存观察者对象的聚集类和增加、删除观察者对象的方法，以及通知所有观察者的抽象方法；
- 具体主题（Concrete Subject）角色：也叫具体目标类，它实现抽象目标中的通知方法，当具体主题的内部状态发生改变时，通知所有注册过的观察者对象；
- 抽象观察者（Observer）角色：它是一个抽象类或接口，它包含了一个更新自己的抽象方法，当接到具体主题的更改通知时被调用；
- 具体观察者（Concrete Observer）角色：实现抽象观察者中定义的抽象方法，以便在得到目标的更改通知时更新自身的状态；
5、代码实现
测试类
package com.zibo.design.twenty;
import java.util.*;
public class ObserverPattern {
public static void main(String[] args) {
// 创建目标对象
Subject subject = new ConcreteSubject();
// 创建观察者，并将它们加入目标对象的观察者行列
Observer obs1 = new ConcreteObserver1();
Observer obs2 = new ConcreteObserver2();
subject.add(obs1);
subject.add(obs2);
// 通知观察者们
subject.notifyObserver();
}
}
// 抽象主题角色：也叫抽象目标类，它提供了一个用于保存观察者对象的聚集类和增加、
// 删除观察者对象的方法，以及通知所有观察者的抽象方法。
abstract class Subject {
protected List<Observer> observers = new ArrayList<>();
// 增加观察者
public void add(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
// 删除观察者
public void remove(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
// 通知观察者
public abstract void notifyObserver();
}
// 具体主题（Concrete Subject）角色：也叫具体目标类，它实现抽象目标中的通知方法，
// 当具体主题的内部状态发生改变时，通知所有注册过的观察者对象
class ConcreteSubject extends Subject {
public void notifyObserver() {
System.out.println("具体目标发生改变...");
System.out.println("================");
// 通知观察者，调用观察者们的方法，使他们做出响应（或修改他们的状态）
for (Object obs : observers) {
((Observer) obs).response();
}
}
}
// 抽象观察者
interface Observer {
// 反应
void response();
}
// 具体观察者1
class ConcreteObserver1 implements Observer {
public void response() {
System.out.println("具体观察者1收到通知，作出反应！");
}
}
// 具体观察者2
class ConcreteObserver2 implements Observer {
public void response() {
System.out.println("具体观察者2收到通知，作出反应！");
}
}
运行结果
具体目标发生改变...
================
具体观察者1收到通知，作出反应！
具体观察者2收到通知，作出反应！
6、再举一个例子
在一个广阔的农场里面，养殖了很多只鸡，每当要给你喂食的时候就会吹哨子，所有的鸡听到哨子就会赶来进食！
测试类
package com.zibo.design.twenty;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyFarm {
public static void main(String[] args) {
// 农场
AbstractFarm farm = new Farm();
farm.addChicken(new Chicken01());
farm.addChicken(new Chicken02());
farm.addChicken(new Chicken03());
// 吹口哨
farm.whistle();
}
}
// 抽象农场
abstract class AbstractFarm{
protected List<Chicken> list = new ArrayList<>();
public void addChicken(Chicken chicken){
list.add(chicken);
}
public void removeChicken(Chicken chicken){
list.remove(chicken);
}
public abstract void whistle();
}
// 农场
class Farm extends AbstractFarm{
@Override
public void whistle() {
System.out.println("吹口哨啦，吃饭啦……");
System.out.println("================");
for (Chicken chicken : list) {
chicken.response();
}
}
}
// 抽象鸡
interface Chicken{
// 接收通知：听到口哨，去进食
void response();
}
// 1号鸡
class Chicken01 implements Chicken{
@Override
public void response() {
System.out.println("1号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
// 2号鸡
class Chicken02 implements Chicken{
@Override
public void response() {
System.out.println("2号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
// 3号鸡
class Chicken03 implements Chicken{
@Override
public void response() {
System.out.println("3号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
运行结果
吹口哨啦，吃饭啦……
================
1号鸡听到口哨，前来进食！
2号鸡听到口哨，前来进食！
3号鸡听到口哨，前来进食！
7、扩展
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。
Observable类
Observable 类是抽象目标类，它有一个 Vector 向量，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向量中； -
void notifyObservers(Object arg) 方法：调用向量中的所有观察者对象的 update() 方法，通知它们数据发生改变。通常越晚加入向量的观察者越先得到通知； -
void setChange() 方法：用来设置一个 boolean 类型的内部标志位，注明目标对象发生了变化。当它为真时，notifyObservers() 才会通知观察者；
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 void update(Observable o,Object arg)方法，进行相应的工作；
代码演示
package com.zibo.design.twenty;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class MyFarm {
public static void main(String[] args) {
// 农场
Farm farm = new Farm();
farm.addObserver(new Chicken01());
farm.addObserver(new Chicken02());
farm.addObserver(new Chicken03());
// 吹口哨
farm.notifyObservers();
}
}
class Farm extends Observable{
@Override
public void notifyObservers(Object arg) {
// 通知之前必须调用setChanged()方法
setChanged();
// 添加一些前置操作
System.out.println("吹口哨啦，吃饭啦……");
System.out.println("==============");
super.notifyObservers(arg);
}
}
// 1号鸡
class Chicken01 implements Observer {
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("1号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
// 2号鸡
class Chicken02 implements Observer{
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("2号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
// 3号鸡
class Chicken03 implements Observer{
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("3号鸡听到口哨，前来进食！");
}
}
运行结果
吹口哨啦，吃饭啦……
==============
3号鸡听到口哨，前来进食！
2号鸡听到口哨，前来进食！
1号鸡听到口哨，前来进食！
