Observer 观察者模式

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Observer 观察者模式

观察者模式有时又被称为发布-订阅（publish－Subscribe）模式、模型-视图（model－View）模式、源-收听者(Source-listener)模式，或从属者模式。在此种模式中，一个【目标物件】管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时【主动】发出通知。这通常通过调用各观察者所提供的接口来实现。此种模式通常被用来实现事件处理系统。

观察者模式定义了对象间的【一对多】关系，当一个对象的行为、状态发生变化时，所有订阅者能够收到相应的通知。

观察者模式一般有2种，一种【推模式】，一个【拉模式】。推模式即当被订阅者对象发生改变时，会主动将变化的消息【推给】订阅者，而不考虑每个订阅者当时的处理能力；另一种是拉模式，即订阅者持有被观察者的实例，当被订阅者的行为发生改变时，拉模式会主动的根据引用【获取】变化的相关数据。

观察者模式中涉及的角色

• 抽象主题[Subject]：即被观察者ObServable
• 具体主题[ConcreteSubject]：在具体主题内部状态改变时，通知观察者
• 抽象观察者[Observer]：为所有具体观察者定义接口
• 具体观察者[ConcreteObserver]：可以保存指向具体主题对象的引用

使用场景 ：当一个系统中【某个】对象的改变需要同时改变其他【多个】对象，且它不知道具体有多少对象有待改变时候 使用。
作用：通知对象状态改变 。

最简单的观察者模式

抽象观察者

interface Watcher {  
    void update(String str);  
}  

抽象主题

interface Watched {  
    void addWatcher(Watcher watcher);  
    void removeWatcher(Watcher watcher);  
    void notifyWatchers(String str);  
}  

具体观察者

class ConcreteWatcher implements Watcher {  
    @Override  
    public void update(String str) {  
        Log.i("bqt", "观察者收到被观察者的消息：" + str);  
    }  
}  

具体主题

class ConcreteWatched implements Watched {  
    private List<Watcher> list = new ArrayList<>();  

    @Override  
    public void addWatcher(Watcher watcher) {  
        if (list.contains(watcher)) {  
            Log.i("bqt", "失败，被观察者已经注册过此观察者");  
        } else {  
            Log.i("bqt", "成功，被观察者成功注册了此观察者");  
            list.add(watcher);  
        }  
    }  

    @Override  
    public void removeWatcher(Watcher watcher) {  
        if (list.contains(watcher)) {  
            boolean success = list.remove(watcher);  
            Log.i("bqt", "此观察者解除注册观察者结果：" + (success ? "成功" : "失败"));  
        } else {  
            Log.i("bqt", "失败，此观察者并未注册到被观察者");  
        }  
    }  

    @Override  
    public void notifyWatchers(String str) {  
        for (Watcher watcher : list) {  
            watcher.update(str);  
        }  
    }  
}  

演示案例

private Watcher watcher;  
private Watched watched;  
//...  
watcher = new ConcreteWatcher();  
watched = new ConcreteWatched();  
//...  
watched.addWatcher(watcher);  
watched.notifyWatchers("救命啊");  
watched.removeWatcher(watcher);  

观察者模式详细案例

产品对象

发布者要发布什么给订阅者？订阅者要订阅什么？这中间需要定义一个产品对象：

class Product {
    public boolean changed = false;
    public String message = "";
    public int num = -1;
}

抽象主题 Subject

也叫抽象被观察者Observable。抽象主题把所有对观察者对象的引用保存在一个集合里，每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题可以增加和删除观察者对象

interface Subject {
    public void attach(Observer observer); //注册观察者对象
    public void detach(Observer observer); //移除/取消注册观察者对象
    /**－－－－－－－－－上面两个是最基本的方法，下面的方法都不是必须的－－－－－－－－*/
    public void nodifyObservers(); //通知所有注册的观察者对象
    public void setProduct(Product product); //把通知的内容封装到一个对象中
    public Product getProduct(); //获取产品对象
}

具体主题 ConcreteSubject

class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> list = new ArrayList<Observer>(); //用来保存注册的观察者对象
    private Product product;
    
    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        list.add(observer);
    }
    
    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        list.remove(observer);
    }
    
    @Override
    public void nodifyObservers() {
        if (product != null && product.changed) {
            System.out.println("具体主题状态发生改变，于是通知观察者：" + product.message + "-" + product.num);
            for (Observer observer : list) {
                observer.update(product);
            }
        }
    }
    
    @Override
    public void setProduct(Product product) {
        this.product = product;
    }
    
    @Override
    public Product getProduct() {
        return product;
    }
}

抽象观察者 Observer

为所有的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。

interface Observer {
    public void update(Product product);
}

具体观察者 ConcreteObserver

实现抽象观察者所要求的更新接口。如果需要，具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用

class ConcreteObserver implements Observer {
    public String name;
    public ConcreteObserver(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public void update(Product product) {
        if (product == null) return;
        System.out.println("具体观察者【" + name + "】收到消息：" + product.message + "-" + product.num);
    }
}

演示

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
        
        Subject subject = new ConcreteSubject();//主题对象
        Observer observer1 = new ConcreteObserver("包青天");//观察者对象
        Observer observer2 = new ConcreteObserver("白乾涛");
        
        subject.attach(observer1);//将观察者对象注册到主题对象上
        subject.attach(observer2);
        
        Product product = new Product(); //主题发布的产品
        subject.setProduct(product);
        
        //当主题发布的产品对象的状态改变时，主题通知观察者
        product.changed = true;
        product.message = "下载进度";
        product.num = 15;
        subject.nodifyObservers();
        
        //当观察者对象不再需要监控此主题对象时，将观察者对象取消注册到主题对象上
        subject.detach(observer1);
    }
}

利用系统提供的两个类

Observer 源码

package java.util;

public interface Observer {
    void update(Observable o, Object arg);
}

Observable 源码

package java.util;

public class Observable {
    private boolean changed = false;//标志被观察者是否改变
    private Vector obs;//保存注册的观察者对象

    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();
    }
}

利用系统类演示观察者模式

被观察者

继承自Observable

class HanFeiZi extends Observable {
    public void haveBreakfast() {
        System.out.println("韩非子大吼一声：开饭！");
        setChanged();
        notifyObservers("韩非子开始吃饭了");
    }

    public void haveFun() {
        System.out.println("韩非子大吼一声：侍寝！");
        setChanged();
        notifyObservers("韩非子开始娱乐了");
    }
}

观察者

观察者一

class LiSi implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable observable, Object obj) {
         //李斯是个观察者，一旦韩非子有活动，他就收到了谍报
         System.out.println("【李斯】报告秦老板！臣收到谍报，韩非子有新动向--->" + obj.toString()); 
    }
}

观察者二

class MrsHan implements Observer {
    public void update(Observable observable, Object obj) {
        System.out.println("【韩夫人】因为--->" + obj.toString() + "——所以我悲伤呀");
    }
}

演示

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //定义被观察者
        HanFeiZi hanFeiZi = new HanFeiZi();

        //定义观察者
        Observer liSi = new LiSi();
        Observer mrsHan = new MrsHan();

        //观察者注册被观察者 
        hanFeiZi.addObserver(liSi);
        hanFeiZi.addObserver(mrsHan);

        //然后观察者就可以监视被观察者韩非子的动向
        hanFeiZi.haveBreakfast();
        hanFeiZi.haveFun();
    }
}

2016-10-31