觀察者模式
介紹
觀察者模式是極其重要的一個設計模式，在許多框架都使用了，以及實際開發中也會用到，
定義物件之間的一種一對多的依賴關系，使得每當一個物件的狀態發生變化時，其相關的依賴物件都可以得到通知并被自動更新，主要用于多個不同的物件對一個物件的某個方法會做出不同的反應！
以不同觀察者從同一個天氣臺中獲取資料為例，實踐一下簡單而普通的觀察者模式實作，在（23GoF）書中也有這個例子，這里借鑒了Observable 進行了一些修改，
其核心在于理解它的定義、使用場景、以及四個重要的方法：
addObserver(Observer o);addObserver(Observer o);addObserver(Observer o);update(Object o);
update 由 觀察者實作，其余的由主題實作，
代碼示例
1. Subject 主題介面
/**
* @Author CNDA
* @Date 2023/3/14 8:42
* @ClassName: Subject
* @Description: Subject 主題，一旦有改變則推送給所有已經訂閱的觀察者或者觀察者自己拉取資料
* 注意：這個方案只是做學習，并不適用于多執行緒以及同步的情況，
* @Version 1.0
*/
public interface Subject {
void addObserver(Observer o); // 添加觀察者到串列中
void removeObserver(Observer o); // 從串列中輸出觀察者
void notifyObserver(Object arg); // 將 arg 的資料發送給所有觀察者
int size(); // 回傳當前主題的所有訂閱者個數
}
2. Observer 觀察者介面/抽象類 這里是介面實作
public interface Observer {
/**
* 當主題有變化，會通知所有訂閱的 Observer
* @param arg 主題變化的資料
* 觀察者可以主動 ”拉取“ 或者 由主題 ”推送“
*/
void update(Object arg);
}
3. 實作 Subject 介面類——WeatherData 類
天氣主題為例，
public class WeatherData implements Subject {
private float temperature;
private float humidity;
private float light;
private float co_2;
private boolean isPush = true; // true 為主動推送，false 為訂閱者呼叫對應getxxx() 方法拉取資料，
// 觀察者串列
private final List<Observer> observers;
// 無參構造
public WeatherData() {
this.observers = new ArrayList<>();
}
// 提供 getter() 給觀察者拉取資料，
public float getTemperature() {
return temperature;
}
public float getHumidity() {
return humidity;
}
public float getLight() {
return light;
}
public float getCo_2() {
return co_2;
}
public void setPush(boolean isPush){
this.isPush = isPush;
}
@Override
public void addObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
int i = observers.indexOf(o);
if (i >= 0) {
observers.remove(o);
}
}
@Override
public void notifyObserver(Object arg) {
// 通知 observers 的所有觀察者
for (Observer observer : observers) {
observer.update(arg);
}
}
// 設定內容、更新資料，
public void setManager(float temperature, float humidity, float light, float co_2){
if (isPush){
Map<String,Float> pramMap = new HashMap<>();
pramMap.put("temperature",temperature);
pramMap.put("humidity",humidity);
pramMap.put("light",light);
pramMap.put("co_2",co_2);
push(pramMap);
}else {
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.light = light;
this.co_2 = co_2;
pull();
}
}
public void pull(){
notifyObserver(null);
}
public void push(Map<String,Float> map){
notifyObserver(map);
}
@Override
public int size() {
return observers.size();
}
// 清理 Observers
public void clearObservers(){
observers.clear();
}
}
通常基礎的觀察者模式的落地實作，一般會有一個變數控制：booble change，
change 表示標記已經改變的事實，
在 java.util.Observable 中就有一個這個變數，其主要作用是由主題來規定是否更新資料，
可能有些值需要一定的量變才能代表其資料價值，并不是每次變動都要通知所有訂閱者更新資料，
而觀察者更新資料的方式又分為 主動推送（push） 和 觀察者拉取（pull）：
如果有一定量的資料，并不是每個觀察者都需要主題推送所有資料，可能只需要個別資料，這個時候就可以向外部暴露介面，讓觀察者拉取所需要的資料，
4. 實作 Observer 介面類 —— DefaultObserver、BaseObserver
4.1 DisplayElement
public interface DisplayElement {
void display();
}
所有 Observer 都需要實作這個方法，用于顯示列印不同觀察者的內容，代表觀察者的資料內容展示，
4.2 BaseObserver
使用的是推送資料，
public class BaseObserver implements Observer, DisplayElement {
private float temperature;
private float humidity;
private float light;
private float co_2;
private Subject subject;
@Override
public void update(Object arg) {
// 決議 arg
if (arg instanceof HashMap){
Map<String, Float> map = (Map<String, Float>) arg;
this.temperature = map.get("temperature");
this.co_2 = map.get("co_2");
this.light = map.get("light");
this.humidity = map.get("humidity");
}
display();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("BaseObserver Context temperature : " + this.temperature
+ " humidity : " + this.humidity + " light : " + this.light + " Co_2 : " + this.co_2);
}
public BaseObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
// 取消訂閱
public void unsubscribe() {
subject.removeObserver(this);
}
// 設定主題
public void setSubject(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
}
4.3 DefaultObserver
使用的是拉取資料
public class DefaultObserver implements Observer, DisplayElement {
private float temperature;
private float humidity;
private Subject subject;
public DefaultObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
@Override
public void update(Object arg) {
// 如果 arg 是 null 則主動拉取
if (subject instanceof WeatherData) {
WeatherData weatherData = https://www.cnblogs.com/cndada/archive/2023/03/14/(WeatherData) subject;
this.temperature = weatherData.getTemperature();
this.humidity = weatherData.getHumidity();
}
display();
}
public void unsubscribe() {
subject.removeObserver(this);
}
// 重置 Subject 參考
public void setSubject(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
@Override
public void display() {
System.out.println("DefaultObserver Context temperature : " + this.temperature + " humidity : " + this.humidity);
}
}
5. 測驗效果
@Test
public void test01(){
// 主題
WeatherData weatherData = https://www.cnblogs.com/cndada/archive/2023/03/14/new WeatherData();
// 準備兩個觀察者
DefaultObserver observer = new DefaultObserver(weatherData);
BaseObserver baseObserver = new BaseObserver(weatherData);
// 將觀察者訂閱到串列中
weatherData.addObserver(observer);
weatherData.addObserver(baseObserver);
// 主題更新資料
weatherData.setManager(32.5f,20.6f,155.6f,16.9f);
weatherData.setManager(30.2f,26.9f,504.6f,19.9f);
weatherData.setManager(28.9f,10.6f,400.1f,30.9f);
}
已知主題默認是推送：
只有 BaseObserver 才有資料更新，
設定 weatherData.setPush(false); 改為由觀察者拉取資料，
注意：上面將拉取和推送單獨分開了，從而導致在推送時，拉取不到新的資料，反之亦然，
5.1 測驗觀察者取消訂閱
// 主題更新資料
weatherData.setManager(32.5f,20.6f,155.6f,16.9f);
observer.unsubscribe();
weatherData.setManager(30.2f,26.9f,504.6f,19.9f);
weatherData.setManager(28.9f,10.6f,400.1f,30.9f);
結果符合預期，
5.2 測驗主題清空觀察者串列
// 主題更新資料
weatherData.setManager(32.5f,20.6f,155.6f,16.9f);
weatherData.clearObservers();
weatherData.setManager(30.2f,26.9f,504.6f,19.9f);
weatherData.setManager(28.9f,10.6f,400.1f,30.9f);
JDK 中的 Observable 可觀察者
上面的代碼是在學習了觀察者模式以及 Observable 之后進行一些修改的，
JDK 中有觀察者模式的實作方案：Observable 和 Observer，但是在 JDK 9 中被廢棄了，因為存在一些問題，其中最主要的是 Observable 是一個類，不易于擴展，以及各種安全問題，而 Observer 又依賴于 Observable，
所以這些問題就是 Observable 的黑暗面，
在 Swing 中，也有運用到過觀察者模式，
總結
簡單來說觀察者模式是典型的一對多結構，觀察者模式可以方便統一的更新訂閱者的資料，觀察者可以從主題中獲取對應的資料，不關心資料如何產生，以及如何傳遞，只關心如何使用這些資料，而主題只維護好觀察者串列，當資料更新時根據業務情況去通知所有訂閱的觀察者，達到松耦合、可擴展、易維護的目的，
自己對于模式的一個淺層理解和簡單代碼實作，可以根據自己的想法圍繞著該模式的定義進行設計，也可以看其他優秀的博客和優質的代碼，學習精華和思想，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/ruanti/546887.html
標籤：其他
上一篇：QQ音樂高可用架構體系