簡介
觀察者設計模式(Observer Design Pattern)的別名有很多,如發布 - 訂閱(Publish/Subscribe)模式、模型 - 視圖(Model/View)模式、源 - 監聽(Source/Listener)模式或從屬者(Dependents)模式,
無論是何種名稱,其意圖都是在物件之間定義一個一對多的依賴,當一個物件狀態改變的時候,所有依賴的物件都會自動收到通知,
其主要解決了一個物件狀態改變之后給其他物件通知的問題,而且考慮到易用性和低耦合,保證高度的協作性,
典型實作
在發布 - 訂閱模式當中,觀察者就是訂閱者,一般是需要定義一個抽象的觀察者介面,其代碼示例如下:
public interface Observer {
void update();
}
具體的觀察者類也很簡單,只需要簡單實作介面即可,其代碼示例如下:
public class ConcreteObserver implements Observer {
// 實作回應方法
public void update() {
// 具體回應代碼
}
}
定義完訂閱者,其次就是發布者,通常是將之定義為一個抽象的目標類,其代碼示例如下:
public abstract class Subject {
// 定義一個觀察者集合存盤所有觀察者物件
protected List<Observer> observers = new ArrayList<>();
// 注冊方法,用于向觀察者集合增加一個觀察者
public void attach(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
// 注銷方法,用于向觀察者集合洗掉一個觀察者
public void detach(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
// 宣告抽象的通知方法,需要由子類具體實作
abstract void notifyObservers();
}
根據不同的場景定義不一樣的具體目標類,如下是一種代碼示例:
public class ConcreteSubject extends Subject {
// 實作具體的通知方法
@Override
public void notifyObservers() {
// 遍歷觀察者集合,呼叫每一個觀察者的回應方法
for (Observer ob : observers) {
ob.update();
}
}
}
總結
優點
觀察者模式的主要優點如下:
- 觀察者模式可以實作表示層和資料邏輯層的分離
- 觀察者模式在觀察目標和觀察者之間建立了一個抽象的耦合
- 觀察者模式支持廣播通信,簡化了一對多系統設計的難度
- 增加新的具體觀察者無需修改原有代碼,符合開閉原則
缺點
觀察者模式的主要缺點如下:
- 如果目標物件的觀察者有很多,將所有的觀察者都通知到會非常耗時
- 如果目標物件和觀察者存在回圈依賴,觀察目標會觸發它們之間進行回圈呼叫,最終導致系統崩潰
適用場景
觀察者模式的適用場景如下:
- 將具有依賴關系的兩種抽象模型獨立出來,使它們可以獨立地改變和復用
- 一個物件的改變將導致一個或多個其他物件也發生改變,但并不知道具體有多少物件將發生改變,也不知道這些物件是誰
- 可以使用觀察者模式創建一種鏈式觸發機制
原始碼
在 JDK 的 java.util 包中,提供了 Observer 介面和 Observable 類,它們構成了 JDK 對觀察者模式的支持,
如下是 Observer 介面的原始碼:
@Deprecated(since = "9")
public interface Observer {
void update(Observable o, Object arg);
}
如下是 Observable 類的部分原始碼:
@Deprecated(since = "9")
public class Observable {
private boolean changed = false;
private Vector<Observer> obs;
public Observable() {
obs = new Vector<>();
}
// 注冊觀察者,執行緒安全
public synchronized void addObserver(Observer o) {
if (o == null)
throw new NullPointerException();
// 注冊時去重
if (!obs.contains(o)) {
obs.addElement(o);
}
}
// 注銷觀察者,執行緒安全
public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
obs.removeElement(o);
}
// 通知觀察者,無引數模式
public void notifyObservers() {
notifyObservers(null);
}
// 通知觀察者,帶引數模式
public void notifyObservers(Object arg) {
// 保存觀察者的狀態,備忘錄模式的簡單應用
Object[] arrLocal;
// 獲取觀察者時候鎖住
synchronized (this) {
if (!changed)
return;
arrLocal = obs.toArray();
clearChanged();
}
// 逐一呼叫觀察者的處理方法
for (int i = arrLocal.length - 1; i >= 0; i--)
((Observer) arrLocal[i]).update(this, arg);
}
public synchronized void deleteObservers() {
obs.removeAllElements();
}
protected synchronized void setChanged() {
changed = true;
}
protected synchronized void clearChanged() {
changed = false;
}
public synchronized boolean hasChanged() {
return changed;
}
public synchronized int countObservers() {
return obs.size();
}
}
需要注意的是,在 JDK 9 之后已經不推薦使用 Observer 介面和 Observable 類,
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