结合JDK源码看设计模式——观察者模式

Posted 2021-02-16 cubemen

前言：

　　现在我们生活中已经离不开微信，QQ等交流软件，这对于我们来说不仅是交流，更有在朋友圈中或空间中进行分享自己的生活，同时也可以通过这个渠道知道别人的生活。我们在看朋友圈的时候其实我们扮演的就是一个观察者，朋友圈或空间里的动态可以看作是主体对象。接下来我们就介绍一下观察者模式

一、定义

　　定义了对象之间的一对多依赖，让多个观察者对象同时监听某一个主体对象，当主体对象发生变化时，它的所有观察者都会收到通知并更新。

二、适用场景

　　1、关联行为场景，建立一套触发机制

　　　　这里稍微理解一下，你有一个特别关心，这个特别关心发消息，发动态都会通知你，发消息是一个行为，通知你又是一个行为，我们可以在观察者模式中建立一套触发机制，当她发消息的时候就会通知你。这就是关联行为和触发机制。

三、观察者模式详解

　　本来是想结合JDK来讲的，但是观察者模式在JDK中应用的更多是监听器，主要用来做C/S架构的，在实际中很少用。但是JDK中会提供Observable类作为抽象被观察者，而Observer作为抽象观察者接口。所以这里就自己动手写一下观察者模式。下面我们介绍观察者模式需要的角色：

　　1、抽象观察者角色：

　　　　为所有的具体观察者定义一个接口，在得到被观察者做出行为时通知更新自己。

　　2、具体观察者角色：

　　　　实现抽象观察者角色所需要的更新接口，并接受观察者的通知信息。

　　3、抽象被观察者角色：

　　　　它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，每个主体都可以有任意数量的观察者。抽象主体提供一个接口，可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。

　　4、具体被观察者角色：

　　　　也就是一个具体的主体，在主体的内部状态改变时，向所有观察者发出通知。

　　由于JDK中已经自带了两个抽象角色，所以就直接使用

public class Observable {
    private boolean changed = false;
    private Vector<Observer> obs;

  
    public Observable() {
        obs = new Vector<>();
    }

    public synchronized void addObserver(Observer o) {
        if (o == null)
            throw new NullPointerException();
        if (!obs.contains(o)) {
            obs.addElement(o);
        }
    }

  
    public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
        obs.removeElement(o);
    }

 
    public void notifyObservers() {
        notifyObservers(null);
    }

    
    public void notifyObservers(Object arg) {
     
        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {
           
            if (!changed)
                return;
            arrLocal = obs.toArray();
            clearChanged();
        }

        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();
    }
}

　　上面是抽象被观察者角色（不是抽象类或接口，但在这里我们就这样理解），可以看见这里面基本都是同步的容器，方法，obs主要是放观察者的。因为继承这个类的子类是被观察者，注意多个观察者是观察一个被观察者，但是一个观察者可以观察多个被观察对象。两个之间是多对多的关系，我们现在主要先实现多个观察者观察一个被观察对象的情况

public interface Observer {

    void update(Observable o, Object arg);
}

　　上面是抽象观察者角色。里面的update方法的意思是当被观察者做出一定行为后，观察者就可以接受到一些消息。但需要我们去实现具体监听的方式。

import java.util.Observable;

/**
 * 扮演被观察者具体实现类
 *created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Course extends Observable {
    private String courseName;

    public String getCourseName() {
        return courseName;
    }

    public void setCourseName(String courseName) {
        this.courseName = courseName;
    }
    public void produceQuestion(Course course,Question question){
        System.out.println(question.getStudentName()+"在"+course.courseName+"提了"+question.getQuestionContext());
        setChanged();//改变被观察者的状态
        notifyObservers(question);
    }
}

//被悲观者中的具体内容
public class Question {
    private String questionContext;
    private String studentName;

    public String getStudentName() {
        return studentName;
    }

    public void setStudentName(String studentName) {
        this.studentName = studentName;
    }

    public String getQuestionContext() {
        return questionContext;
    }

    public void setQuestionContext(String questionContext) {
        this.questionContext = questionContext;
    }

}

import java.util.Observer;

/**
 *观察者具体实现类
 * created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Teacher implements Observer {
    private String teacherName;

    public String getTeacherName() {
        return teacherName;
    }

    public void setTeacherName(String teacherName) {
        this.teacherName = teacherName;
    }

    @Override
    public void update(java.util.Observable o, Object arg) {
        Course course= (Course) o;//强转被观察者对象
        Question question= (Question) arg;
        System.out.println(teacherName+"收到了来自"+course.getCourseName()+"的"+question.getQuestionContext());

    }
}

　　上面的代码不多说，可以看注释，主要是一个Teacher类作为观察者，Course类作为被观察者。这里主要看Course中的produceQuestion方法和Teacher中的update方法。再去看上面抽象角色中的具体实现就能明白之间的调用，这里简单说一下，当将观察者添加进Observable中的obs数组的时候，每次调用produceQuestion方法，都能使得观察者中能得到信息。

/**
 * created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Question question=new Question();
        question.setStudentName("方块人");
        question.setQuestionContext("观察者模式怎么写？");
        Course course =new Course();
        course.setCourseName("设计模式课堂");
        Teacher teacher1=new Teacher();
        Teacher teacher2=new Teacher();
        teacher1.setTeacherName("老师1");
        teacher2.setTeacherName("老师2");
        course.addObserver(teacher1);
        course.addObserver(teacher2);
        course.produceQuestion(course,question);


    }
}

　　上面是测试类代码。下面是输出结果：

四、总结

　　其实每个观察者模式并不一定要像上面那样实现两个接口，而是有很多方式，不要学了模板，忘了原理。平常在做web项目的时候，做点赞系统，其实更多用的是观察者模式+生产者模式+消费者模式+异步队列。为什么会用到上面这么多模式呢，其实主要是考虑到并发的问题，上面的java中自带的Observable是用锁的方式，如果被观察者同时做了很多事情，这里我们可以用异步队列来进行处理后期的行为。观察者模式核心就是当被观察者做出行为的时候，观察者一定会进行更新。一定要多看上面那两个接口是如何调用的。