我的Java設計模式-觀察者模式

Jet啟思發表於2017-10-18

相信大家都有看過《喜洋洋與灰太狼》,說的是灰太狼和羊族的“鬥爭”,而每次的結果都是灰太狼一飛沖天,伴隨著一句“我還會回來的......”。為灰太狼感到悲哀,抓不到羊,在家也被老婆平底鍋虐待。灰太狼為什麼會這麼背?

很簡單,灰太狼本身就有“暴露行蹤”的屬性,羊咩咩就能知曉灰太狼要幹嘛,不背才怪呢。

為了幫助灰太狼擺脫被老婆平底鍋抽的悲劇,發起了“解救灰太狼”的行動,必須要知道觀察者模式

一、觀察者模式

定義

觀察者模式又叫做釋出-訂閱模式,定義了物件間一對多的依賴關係,使得當物件狀態發生變化時,所有依賴它的物件都會收到通知並且自動更新自己。

特點

1)被觀察者需要持有一個或者多個觀察者物件。

2)系統中一個模組的變化,某些模組也會跟隨著變化。

UML

觀察者模式UML圖

從上面的UML可以看出來,觀察者模式設計到的角色有如下四個:

- 抽象被觀察者角色:定義了動態增加、刪除以及通知觀察者物件的方法,職責就是管理和通知觀察者。持有觀察者物件的集合。

- 具體被觀察者角色:一般繼承抽象被觀察者,實現自己本身的業務邏輯,當狀態發生改變時發起通知。

- 抽象觀察者角色:提供一個介面,定義了觀察者收到通知時更新自己的方法。

- 具體觀察者角色:實現抽象觀察者介面,處理不同具體觀察者的不同業務邏輯。

二、實戰

灰太狼具有被觀察者屬性,喜洋洋這些羊咩咩一直都在觀察者灰太狼,所以羊咩咩們是觀察者。OK,角色確定了,看看具體是怎麼實現的...

抽象被觀察者程式碼如下:

public abstract class Subject {

    /**
     * 觀察者物件的集合
     */
    private List<Observer> observerList = new ArrayList<>();

    /**
     * 登記觀察者
     *
     * @param observer
     */
    public void attach(Observer observer) {
        observerList.add(observer);
        System.out.println("增加了觀察者:" + observer.getName());
    }

    /**
     * 刪除觀察者
     *
     * @param observer
     */
    public void dettach(Observer observer) {
        observerList.remove(observer);
        System.out.println("刪除了觀察者:" + observer.getName());
    }

    /**
     * 通知所有觀察者
     */
    public void notifyObserver() {
        for (Observer observer : observerList) {
            observer.update("灰太狼要搞事情了");
        }
    }

}
複製程式碼

灰太狼是具體被觀察者,繼承抽象被觀察者,程式碼如下:

public class Wolf extends Subject {

    public void invade(){

        System.out.println("灰太狼:我要搞事情了");
        // 通知所有觀察者
        notifyObserver();
    }

}
複製程式碼

抽象觀察者程式碼如下:

public interface Observer {

    String getName();

    /**
     * 通知更新方法
     *
     * @param msg
     */
    public void update(String msg);

}
複製程式碼

喜羊羊是具體觀察者,實現抽象觀察者,程式碼如下:

public class PleasantSheep implements Observer{

    @Override
    public String getName() {
        return "喜羊羊";
    }

    /**
     * 具體業務邏輯
     */
    @Override
    public void update(String msg) {
        System.out.println("喜羊羊收到通知:" + msg);
    }

}
複製程式碼

接下來看客戶端如何把觀察者模式跑起來,程式碼如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // 灰太狼--被觀察者
        Wolf wolf = new Wolf();
        // 喜羊羊--觀察者
        Observer pleasantSheep = new PleasantSheep();
        // 登記觀察者
        wolf.attach(pleasantSheep);
        // 灰太狼入侵
        wolf.invade();
    }

}
複製程式碼

執行客戶端程式碼,結果如下:

增加了觀察者:喜羊羊

灰太狼:我要搞事情了

喜羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

看到了吧,灰太狼這不是自找虐嗎!搞事情還要發通知,活該被平底鍋拍飛。灰太狼不止通知了喜羊羊,還通知了懶羊羊。

懶羊羊也是具體觀察者,程式碼如下:

public class LazySheep implements Observer {

    @Override
    public String getName() {
        return "懶羊羊";
    }

    @Override
    public void update(String msg) {
        System.out.println("懶羊羊收到通知:" + msg);
    }
    
}
複製程式碼

客戶端程式碼如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // 灰太狼--被觀察者
        Wolf wolf = new Wolf();

        // 喜羊羊--觀察者
        Observer pleasantSheep = new PleasantSheep();
        // 登記觀察者
        wolf.attach(pleasantSheep);

        // 懶羊羊--觀察者
        Observer lazySheep = new LazySheep();
        // 登記觀察者
        wolf.attach(lazySheep);
        
        // 灰太狼入侵
        wolf.invade();
    }

}
複製程式碼

上面客戶端程式碼建立了一個懶羊羊觀察者,新增了觀察者集合中,這樣懶羊羊也會受到通知,執行結果如下:

增加了觀察者:喜羊羊

增加了觀察者:懶羊羊

灰太狼:我要搞事情了

喜羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

懶羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

那如何幫助灰太狼擺脫這個命運呢,把觀察者從集合中移除就OK了,程式碼如下:

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // 灰太狼--被觀察者
        Wolf wolf = new Wolf();

        // 喜羊羊--觀察者
        Observer pleasantSheep = new PleasantSheep();
        // 登記觀察者
        wolf.attach(pleasantSheep);

        // 懶羊羊--觀察者
        Observer lazySheep = new LazySheep();
        // 登記觀察者
        wolf.attach(lazySheep);

        // 灰太狼入侵
        wolf.invade();
        
        // 刪除觀察者
        wolf.dettach(pleasantSheep);
        
        wolf.invade();
    }

}
複製程式碼

再次執行客戶端,結果如下:

增加了觀察者:喜羊羊

增加了觀察者:懶羊羊

灰太狼:我要搞事情了

喜羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

懶羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

刪除了觀察者:喜羊羊

灰太狼:我要搞事情了

懶羊羊收到通知:灰太狼要搞事情了

可以看到,把喜羊羊從觀察者集合中移除了,它就不會再收到通知。

三、觀察者模式的優缺點

優點

1)觀察者和被觀察者之間抽象耦合。觀察者模式容易擴充套件,被觀察者只持有觀察者集合,並不需要知道具體觀察者內部的實現。

2)物件之間的保持高度的協作。當被觀察者發生變化時,所有被觀察者都會通知到,然後做出相應的動作。

缺點

1)如果觀察者太多,被觀察者通知觀察者消耗的時間很多,影響系統的效能。

2)當觀察者集合中的某一觀察者錯誤時就會導致系統卡殼,因此一般會採用非同步方式。

四、比較

跟代理模式對比:觀察者模式和代理模式主要區別在它們功能不一樣,觀察者模式強調的是被觀察者反饋結果,而代理模式是同根負責做同樣的事情。

總結

在Java中已經提供了Observable類以及一個Observer介面,也就是說Java已經實現了觀察者模式的定義,可看出觀察者模式在程式系統中的使用率是很高的,不單是Java,Android中也經常看到觀察者模式的運用,比如OnClickListener,Rxjava等。下一篇會補上屬於建立型模式的原型模式,下回分解,再見。

設計模式Java原始碼GitHub下載github.com/jetLee92/De…


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