深入解析Java设计模式编程中观察者模式的运用

2024-03-20 12:47:05

定义：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。
类型：行为类模式
类图：

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。比如，我们要设计一个右键菜单的功能，只要在软件的有效区域内点击鼠标右键，就会弹出一个菜单；再比如，我们要设计一个自动部署的功能，就像eclipse开发时，只要修改了文件，eclipse就会自动将修改的文件部署到服务器中。这两个功能有一个相似的地方，那就是一个对象要时刻监听着另一个对象，只要它的状态一发生改变，自己随之要做出相应的行动。其实，能够实现这一点的方案很多，但是，无疑使用观察者模式是一个主流的选择。

观察者模式的结构
在最基础的观察者模式中，包括以下四个角色：
被观察者：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。
观察者：观察者角色一般是一个接口，它只有一个update方法，在被观察者状态发生变化时，这个方法就会被触发调用。
具体的被观察者：使用这个角色是为了便于扩展，可以在此角色中定义具体的业务逻辑。
具体的观察者：观察者接口的具体实现，在这个角色中，将定义被观察者对象状态发生变化时所要处理的逻辑。

观察者模式实现示例
Subject接口

public interface Subject {
  public void registerObserver(Observer o);
  public void removeObserver(Observer o);
  public void notifyAllObservers();
}

Observer接口

public interface Observer {
  public void update(Subject s);
}

Hunter类实现了Subject接口

import java.util.ArrayList;

public class HeadHunter implements Subject{

  //define a list of users, such as Mike, Bill, etc.
  private ArrayList<Observer> userList;
  private ArrayList<String> jobs;

  public HeadHunter(){
    userList = new ArrayList<Observer>();
    jobs = new ArrayList<String>();
  }

  @Override
  public void registerObserver(Observer o) {
    userList.add(o);
  }

  @Override
  public void removeObserver(Observer o) {}

  @Override
  public void notifyAllObservers() {
    for(Observer o: userList){
      o.update(this);
    }
  }

  public void addJob(String job) {
    this.jobs.add(job);
    notifyAllObservers();
  }

  public ArrayList<String> getJobs() {
    return jobs;
  }

  public String toString(){
    return jobs.toString();
  }
}

JobSeeker是一个观察者：

public class JobSeeker implements Observer {

  private String name;

  public JobSeeker(String name){
    this.name = name;
  }
  @Override
  public void update(Subject s) {
    System.out.println(this.name + " got notified!");
    //print job list
    System.out.println(s);
  }
}

开始使用：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    HeadHunter hh = new HeadHunter();
    hh.registerObserver(new JobSeeker("Mike"));
    hh.registerObserver(new JobSeeker("Chris"));
    hh.registerObserver(new JobSeeker("Jeff"));

    //每次添加一个个job，所有找工作人都可以得到通知。
    hh.addJob("Google Job");
    hh.addJob("Yahoo Job");
  }
}

观察者模式的优点
        观察者与被观察者之间是属于轻度的关联关系，并且是抽象耦合的，这样，对于两者来说都比较容易进行扩展。
        观察者模式是一种常用的触发机制，它形成一条触发链，依次对各个观察者的方法进行处理。但同时，这也算是观察者模式一个缺点，由于是链式触发，当观察者比较多的时候，性能问题是比较令人担忧的。并且，在链式结构中，比较容易出现循环引用的错误，造成系统假死。

总结
       java语言中，有一个接口Observer，以及它的实现类Observable，对观察者角色常进行了实现。我们可以在jdk的api文档具体查看这两个类的使用方法。
       做过VC++、javascript DOM或者AWT开发的朋友都对它们的事件处理感到神奇，了解了观察者模式，就对事件处理机制的原理有了一定的了解了。如果要设计一个事件触发处理机制的功能，使用观察者模式是一个不错的选择，AWT中的事件处理DEM（委派事件模型Delegation Event Model）就是使用观察者模式实现的。

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