用Delphi实现观察者模式(Observer模式)

Posted 2020-11-28 jijm123

http://delphi.sqlitedeveloper.com/Delphi/delphi_observer.htm

用Delphi实现观察者模式(Observer模式)

作者：陈省

有一段时间我对IE编程非常感兴趣，于是就在Yahoo加入了一个IE编程的兴趣小组，只要有人在兴趣小组中提出或者回答了一个问题，发布的信息就会发送给所有兴趣小组的注册用户，这种模式实际上就是发布－订阅模式，又称观察者模式。

 

观察者模式中有两个角色，其中一个是目标，另外一个是观察者，对于兴趣小组来说，注册用户就是观察者，而兴趣小组本身是目标。兴趣小组必须提供注册的机制，这样兴趣小组才能知道用户的邮件地址，可以维护一个订户的邮件列表，能在信息更新时向订户发送变更通知。同时兴趣小组必须提供注销的机制，当用户对目标不感兴趣时，可以取消订阅，从我订阅兴趣小组的经验来看，注销机制是非常必要的，因为IE兴趣小组是一个名副其实的邮箱轰炸者，每当我出差几天回家之后，就会发现邮箱中多了上百封信，其中通常还会有263的邮箱超容警告信。使用注册和注销机制可以动态增加或删除观察者。

 

观察者模式的特点在于观察者依赖于目标，同时目标通常只有一个，而观察者可以有多个，两者之间是1对多的关系，目标状态的变更通常是由观察者对目标状态的修改导致的，下面是观察者模式的UML图：

 

 上面目标的Register和UnRegister方法用来注册和注销观察者，而SetState和GetState方法被观察者用来设定或者获取目标状态的，目标的Notify方法用来遍历观察者列表来调用观察者的Update方法通知观察者目标发生了变化。下面是观察者模式的时序图：

 

 

每次当一个观察者修改了目标状态后，会触发目标的Update方法，然后目标在Update方法中遍历观察者列表，然后按顺序调用观察者的Update方法通知观察者目标发生了变化，观察者则在目标发生变化后，调用目标的GetState方法来获得更新后的目标的状态。

 

要注意的上面的观察者模式实际上是一种采用了拉模式来进行更新，每次目标变化后，只是通知观察者有变化，观察者需要主动的调用目标的GetState方法来获得变更的状态，还有一种方式是直接在Update方法中将变更的目标的状态作为参数传给观察者，这种模式叫推模式。

 

当目标不清楚它的观察者的细节时，可以使用拉模式，而当目标对观察者的一些信息清楚时，可以考虑推模式，这样效率高些，但是推模式相对来说，不容易复用，因为这要求目标了解更多的观察者的信息，造成紧偶合。

 

使用观察者模式的好处

 

使用观察者模式的主要好处就是减少了观察者之间的偶合，每个观察者只需要知道目标就可以了，无须关心其它观察者。考虑一下如果不使用观察者模式，对于兴趣小组这样一个应用来说，每个观察者都需要知道其它观察者的邮件地址，然后每次发送信息时，都要给每个用户发送信息，两者的比较见下图：

 

 

 

可以看到不使用观察者模式的话，观察者之间的关联非常多，对于4个人来说，有6条关联，而使用邮件列表之后，关联变成了4条，同时观察者相互之间不需要了解，如果有上百人的话，前一种方式的关联会成阶乘方式增加，而邮件列表方式，关联是成线性增加，系统的偶合明显要少的多，同时从系统变化来看，当在左边图中增加一个新的观察者时，它需要知道其它四个观察者，而在右边的模型中，增加一个观察者，它只需要知道邮件列表就可以了，显然更有利于扩充。

 

VCL中的观察者模式

 

Delphi最大的用途就是编写数据库程序了，而在VCL的数据感知控件中就使用了观察者模式，下面我们来编写简单的程序，新建一个项目，然后在窗体上放上一个TTable和TDataSource，设定TTable的DataBaseName属性为DBDemos，TableName为animals.dbf。然后设定DataSource的DataSet为TTable。接下来放上一个DBGrid和DBImage以及一些DBEdit，将这些DBAware组件同数据源绑定，运行后，在DBGrid中数据记录中导航后，你会发现，当DBGrid中的当前记录改变时，其它DBEdit的数据组件的数据也发生了变化，完全同步，这是因为DataSource就相当于观察者模式中的目标，而DBAware控件则相当于观察者，它们的关系如下图示意：

 

 

 

在DBAware组件设定DataSource属性时，会调用组件的SetDataSource方法：

procedure TDBEdit.SetDataSource(Value: TDataSource);

begin

  if not (FDataLink.DataSourceFixed and (csLoading in ComponentState)) then

    FDataLink.DataSource := Value;

  if Value <> nil then Value.FreeNotification(Self);

end;

 

方法设定FDataLink.DataSource为当前的DataSource，而对TDataLink的DataSource的赋值又会触发TDataLink的SetDataSource方法的调用：

procedure TDataLink.SetDataSource(ADataSource: TDataSource);

begin

  if FDataSource <> ADataSource then

  begin

    if FDataSourceFixed then DatabaseError(SDataSourceChange, FDataSource);

    if FDataSource <> nil then FDataSource.RemoveDataLink(Self);

    if ADataSource <> nil then ADataSource.AddDataLink(Self);

  end;

end;

 

可以看到在TDataLink的SetDataSource方法中，调用了DataSource的AddDataLink方法将自身注册到了DataSource的观察者列表中，当数据发生变化时，DataSource会调用自身的NotifyDataLinks方法遍历注册列表FDataLinks中的所有TDataLink，通过调用TDataLink的DataEvent方法通知数据感知组件数据发生了变化：

 

procedure TDataSource.NotifyDataLinks(Event: TDataEvent; Info: Longint);

begin

  { Notify non-visual links (i.e. details), before visual controls }

  NotifyLinkTypes(Event, Info, False);

  NotifyLinkTypes(Event, Info, True);

end;

procedure TDataSource.NotifyLinkTypes(Event: TDataEvent; Info: Longint;

  LinkType: Boolean);

var

  I: Integer;

begin

  for I := FDataLinks.Count - 1 downto 0 do

    with TDataLink(FDataLinks[I]) do

      if LinkType = VisualControl then

        DataEvent(Event, Info);

end;

 

正是通过观察者模式，Delphi实现了数据感知组件的自动同步功能。