设计模式—观察者模式(Observer）

Posted 2022-11-30 Young_xiaoT

转载自java_my_life-《JAVA与模式》之观察者模式：观察者模式(Observer)

观察者模式是对象的行为模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，就通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

观察者模式的结构

一个软件系统常常要求在某一个对象的状态发生变化时，某些其他对象作出相应的改变。观察者模式就是一种很好的实现方案，观察者模式不仅耦合度低，还能保证行动协调一致。

观察者模式所涉及的角色有：

• 抽象主题（Subject）：抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集（比如ArrayList对象）中，每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，抽象主题又叫抽象被观察者（Observable）。
• 具体主题（ConcreteSubject）角色：将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发送通知。具体主题角色又叫做具体被观察者（Concrete Observable）角色。
• 抽象观察者（Observer）：为所有具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己，这个接口叫做更新接口。
• 具体观察者（ConcreteObserver）：存储于主题的状态自恰的状态。具体观察着角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协调。

源代码

• 抽象主题类（抽象被观察者）

public abstract class Subject 
    /**
     * 用来保存注册的观察对象
     */
    private List<Observer> list = new ArrayList<>();

    /**
     * 注册观察者对象
     * @param observer 观察者对象
     */
    public void attach(Observer observer)
        list.add(observer);

        System.out.println("Attach an observer");

    

    /**
     * 删除观察者对象
     * @param observer
     */
    public void detach(Observer observer)
        list.remove(observer);
    

     /**
     * 通知所有注册的观察者对象
     */

    public void nodifyObservers(String newState)
        for(Observer observer:list)
            observer.update(newState);
    

• 具体主题类（具体被观察者）

public class ConcreteSubject extends Subject 

    private String state;

    public String getState()
        return state;
    

    public void change(String newState) 
        this.state = newState;
        System.out.println("主题状态为：" + state);

        //状态发生改变，通知各个观察者

        this.nodifyObservers(state);
    

• 抽象观察者类

public interface Observer 

    /**
     * 更新接口
     * @param newState
     */
    public void update(String newState);

• 具体观察者类

public class ConcreteObserver implements Observer 

    /**
     * 观察者状态
     */
    private String observerState;

    @Override
    public void update(String newState) 
        /**
         * 更新观察者的状态，使其与目标的状态一致
         */
        observerState = newState;

        System.out.println("观察状态为： " + observerState);
    

• 客户端类

public class Client 

    public static void main(String[] args) 

        //创建主题对象
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        //创建观察者对象
        Observer observer = new ConcreteObserver();
        //将观察者对象登记到主题对象上
        subject.attach(observer);

        //改变主题对象的状态
        subject.change("new state");

    

客户端先创建了具体主题类的实例，以及一个观察者对象；主题对象调用attach()方法，将这个观察者对象向主题对象登记；客户端调用主题的change()方法，改变了主题对象的内部状态，主题对象状态发生变化时，调用超类的 notifyObserves()方法，通知所有登记过的观察者对象。

推模型和拉模型

在观察者模式中，又分为推模型和拉模型两种方式。

• 推模型
  主题对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或者部分数据。

• 拉模型
  主题对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要具体的信息，由观察者主动到主题对象中获取，相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取。

前面的例子就是一个典型的推模型，下面看一个拉模型的实例，源代码：

• 拉模型的抽象观察者
  拉模型通常都是把主题对象当做参数传递。

public interface Observer 
    /**
     * 更新接口
     * @param subject 传入主题对象，方面获取相应的主题对象的状态
     */
    public void update(Subject subject);

• 拉模型的具体观察者类

public class ConcreteObserver implements Observer 
    //观察者的状态
    private String observerState;

    @Override
    public void update(Subject subject) 
        /**
         * 更新观察者的状态，使其与目标的状态保持一致
         */
        observerState = ((ConcreteSubject)subject).getState();
        System.out.println("观察者状态为："+observerState);
    

• 拉模型的抽象主题类
  拉模型的抽象主题类主要的改变是nodifyObservers()方法。在循环通知观察者的时候，也就是循环调用观察者的update()方法的时候，传入的参数不同了。

public abstract class Subject 
    /**
     * 用来保存注册的观察者对象
     */
    private    List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();
    /**
     * 注册观察者对象
     * @param observer    观察者对象
     */
    public void attach(Observer observer)

        list.add(observer);
        System.out.println("Attached an observer");
    
    /**
     * 删除观察者对象
     * @param observer    观察者对象
     */
    public void detach(Observer observer)

        list.remove(observer);
    
    /**
     * 通知所有注册的观察者对象
     */
    public void nodifyObservers()

        for(Observer observer : list)
            observer.update(this);
        
    

• 拉模型的具体主题类
  跟推模型相比，有一点变化，就是调用通知观察者的方法的时候，不需要传入参数了。

public class ConcreteSubject extends Subject

    private String state;

    public String getState() 
        return state;
    

    public void change(String newState)
        state = newState;
        System.out.println("主题状态为：" + state);
        //状态发生改变，通知各个观察者
        this.nodifyObservers();
    

两种模式的比较

• 推模型是假定主题对象知道观察者需要的数据；而拉模型是主题对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需要取值。

• 推模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者的update()方法是按需要定义的参数，可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意味着出现新情况的时候，就可能提供新的update()方法，或者是干脆重新实现观察者；而拉模型就不会造成这样的情况，因为拉模型下，update()方法的参数是主题对象本身，这基本上是主题对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况的需要。