物件間的聯動——觀察者模式（二）

22.2  觀察者模式概述

      觀察者模式是使用頻率最高的設計模式之一，它用於建立一種物件與物件之間的依賴關係，一個物件發生改變時將自動通知其他物件，其他物件將相應作出反應。在觀察者模式中，發生改變的物件稱為觀察目標，而被通知的物件稱為觀察者，一個觀察目標可以對應多個觀察者，而且這些觀察者之間可以沒有任何相互聯絡，可以根據需要增加和刪除觀察者，使得系統更易於擴充套件。

      觀察者模式定義如下：

觀察者模式(Observer Pattern)：定義物件之間的一種一對多依賴關係，使得每當一個物件狀態發生改變時，其相關依賴物件皆得到通知並被自動更新。觀察者模式的別名包括髮布-訂閱（Publish/Subscribe）模式、模型-檢視（Model/View）模式、源-監聽器（Source/Listener）模式或從屬者（Dependents）模式。觀察者模式是一種物件行為型模式。

      觀察者模式結構中通常包括觀察目標和觀察者兩個繼承層次結構，其結構如圖22-3所示：

圖22-3  觀察者模式結構圖

      在觀察者模式結構圖中包含如下幾個角色：

      ● Subject（目標）：目標又稱為主題，它是指被觀察的物件。在目標中定義了一個觀察者集合，一個觀察目標可以接受任意數量的觀察者來觀察，它提供一系列方法來增加和刪除觀察者物件，同時它定義了通知方法notify()。目標類可以是介面，也可以是抽象類或具體類。

      ● ConcreteSubject（具體目標）：具體目標是目標類的子類，通常它包含有經常發生改變的資料，當它的狀態發生改變時，向它的各個觀察者發出通知；同時它還實現了在目標類中定義的抽象業務邏輯方法（如果有的話）。如果無須擴充套件目標類，則具體目標類可以省略。

      ● Observer（觀察者）：觀察者將對觀察目標的改變做出反應，觀察者一般定義為介面，該介面宣告瞭更新資料的方法update()，因此又稱為抽象觀察者。

      ● ConcreteObserver（具體觀察者）：在具體觀察者中維護一個指向具體目標物件的引用，它儲存具體觀察者的有關狀態，這些狀態需要和具體目標的狀態保持一致；它實現了在抽象觀察者Observer中定義的update()方法。通常在實現時，可以呼叫具體目標類的attach()方法將自己新增到目標類的集合中或通過detach()方法將自己從目標類的集合中刪除。

      觀察者模式描述瞭如何建立物件與物件之間的依賴關係，以及如何構造滿足這種需求的系統。觀察者模式包含觀察目標和觀察者兩類物件，一個目標可以有任意數目的與之相依賴的觀察者，一旦觀察目標的狀態發生改變，所有的觀察者都將得到通知。作為對這個通知的響應，每個觀察者都將監視觀察目標的狀態以使其狀態與目標狀態同步，這種互動也稱為釋出-訂閱(Publish-Subscribe)。觀察目標是通知的釋出者，它發出通知時並不需要知道誰是它的觀察者，可以有任意數目的觀察者訂閱它並接收通知。

      下面通過示意程式碼來對該模式進行進一步分析。首先我們定義一個抽象目標Subject，典型程式碼如下所示：

import java.util.*;
abstract class Subject {
    //定義一個觀察者集合用於儲存所有觀察者物件
protected ArrayList observers<Observer> = new ArrayList();

//註冊方法，用於向觀察者集合中增加一個觀察者
	public void attach(Observer observer) {
    observers.add(observer);
}

    //登出方法，用於在觀察者集合中刪除一個觀察者
	public void detach(Observer observer) {
    observers.remove(observer);
}

    //宣告抽象通知方法
	public abstract void notify();
}

      具體目標類ConcreteSubject是實現了抽象目標類Subject的一個具體子類，其典型程式碼如下所示：

class ConcreteSubject extends Subject {
    //實現通知方法
	public void notify() {
        //遍歷觀察者集合，呼叫每一個觀察者的響應方法
		for(Object obs:observers) {
			((Observer)obs).update();
		}
	}	
}

      抽象觀察者角色一般定義為一個介面，通常只宣告一個update()方法，為不同觀察者的更新（響應）行為定義相同的介面，這個方法在其子類中實現，不同的觀察者具有不同的響應方法。抽象觀察者Observer典型程式碼如下所示：

interface Observer {
    //宣告響應方法
	public void update();
}

      在具體觀察者ConcreteObserver中實現了update()方法，其典型程式碼如下所示：

class ConcreteObserver implements Observer {
    //實現響應方法
	public void update() {
		//具體響應程式碼
	}
}

      在有些更加複雜的情況下，具體觀察者類ConcreteObserver的update()方法在執行時需要使用到具體目標類ConcreteSubject中的狀態（屬性），因此在ConcreteObserver與ConcreteSubject之間有時候還存在關聯或依賴關係，在ConcreteObserver中定義一個ConcreteSubject例項，通過該例項獲取儲存在ConcreteSubject中的狀態。如果ConcreteObserver的update()方法不需要使用到ConcreteSubject中的狀態屬性，則可以對觀察者模式的標準結構進行簡化，在具體觀察者ConcreteObserver和具體目標ConcreteSubject之間無須維持物件引用。如果在具體層具有關聯關係，系統的擴充套件性將受到一定的影響，增加新的具體目標類有時候需要修改原有觀察者的程式碼，在一定程度上違反了“開閉原則”，但是如果原有觀察者類無須關聯新增的具體目標，則系統擴充套件性不受影響。

 

思考 觀察者模式是否符合“開閉原則”？【從增加具體觀察者和增加具體目標類兩方面考慮。】

【作者：劉偉    http://blog.csdn.net/lovelion】