Android学习 ContentProvider数据更新与Observer模式

一 Observer模式

意图：

　　定义对象之间一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被更新。

　　依赖（Dependents）、发布-订阅（Publish-Subscribe）。处理一对多情况下对象之间的依赖关系。

对象之间必然会存在依赖关系或者依赖关系会处于变动之中，如何解决依赖关系使他们之间的耦合性达到最小。

适用性：

　　l 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将二者封装在独立的对象以使他们各自独立的改变和复用；

　　l 当一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象有待改变。

　　l 当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象是谁。

结构：

理解：

　　Subject维护对象的状态，当状态改变需要立即通知Observer更新状态与Subject保持状态的一致；

使对象状态维护者Subject并不需要去关心有哪些Observer关注或者依赖于所维护的对象，而专心负责维护对象；

　　同时如果某客户需要对某Subject所维护的对象感兴趣，可以通过对此Subject注册一个Observer来监听此对象的变化；

不需要监听的时候也可以注销掉监听；实现动态的关注对象状态的变化。

　　Subject维护的对象状态谁会去改变呢？书上提到是某Observer去改变，但也不一定如此；

Subject维护某一对象，对象的具体如何改变可以和Subject是没有关系，仅仅是知道对象状态改变了，

需要通知其他对象；对象状态的改变是有很多层次或者方式进行，不限于由Observer来改变。

　　更新由谁来触发呢？一是可以谁改变对象的状态谁来触发更新，这样各Observer状态的可以得到立即更新，

而且不需要客户端去负责更新，属于自动进行更新，但是每一次的对象状态变化都会执行更新，然而往往对象状态变化

是多个连续性的变化或者好几个变化间隔非常短，造成更新次数过多又非必要性的，降低效率；

二是由客户端负责更新，就可以控制何时进行更新最合适，避免整个状态变化中进行更新，而是整个连续性状态改变完成之后

一次性更新，但是此举将更新责任交给客户端，往往造成遗漏等不确定的缺陷。

　　对象状态变化怎么传递？一是在执行更新Update时，将对象以参数的形式传递给Observer一步到位——推模型，

对象的类型如何？（Subject\State\…），提供太多数据和细节可能造成某些缺陷，而且提供这些数据并不总是需要；

二是提供接口供Observer访问获取状态或者变化细节——拉模型，这样造成双向的通信形式，且不能确定提供什么样信息合适，

依赖性太强耦合性高；三是通过其它方式渠道，主动的去查询获取对象的状态；所以这三种方式都有其优缺点，

对象状态变化会有多种情况，如何传递状态变化的信息，可能需要具体问题具体分析解决。

　　对象变化了，会触发Subject的更新通知函数执行，完全不用关心谁关注此变化，有多少对象关注此变化；

而且都是通过抽象类实现，可以完全针对此接口进行编程，依赖于抽象而不是实现，降低Subject和Observer之间的耦合性。

　　所以Subject可以不知道有何Observer和多少Observer的存在，Observer需要知道Subject的存在。

二 Android中信息列表数据更新流程

　　在信息列表信息数据的变化需要及时反馈到界面上来，数据的存储是以SQLite数据库存储，

以ContentProvider形式访问；数据变化时是如何更新的呢？

　　看一下面这个图：

　　看到信息部分数据变化更新实现是在CursorAdapter中；

　　——>ContentObserver监听到数据变化消息之后;

　　——>通知CursorAdapter数据内容有变化；

　　——>通知信息相关的类进行数据更新重新进行查询；

　　ContentObserver从名称看得出来这是一个Observer模式的应用；

那么ContentObserver是如何实现监听有数据变化的呢？

　　ContentObserver在CursorAdapter中，肯定是CursorAdapter有关系，需要搞清楚ContentObserver与CursorAdapter之间的关系。

下面学习一下CursorAdapter中ContentObserver监听数据变化的流程；

三 Android中CursorAdapter的ContentObserver监听数据变化流程

　　要搞清楚ContentObserver与CursorAdapter之间的关系，以及CursorAdapter与AbstractCursor之间更深层次之间的关系，

才能弄清楚谁是Subject，如何注册的Observer，在数据变化时，Subject是如何通知到Observer的。

　　下面将采用倒推的方式一步一步的学习：

1 CursorAdapter中ContentObserver的注册到AbstractCursor过程

　　ContentObserver（抽象类）就是用来接收数据变化时的观察者，能进行异步派发派发接收到变化的通知。

public abstract class ContentObserver {
　　private Transport mTransport;
　　Handler mHandler;
　　public ContentObserver(Handler handler) {}
　　public IContentObserver getContentObserver() {}
　　//需要重写onChange
　　public void onChange(boolean selfChange) {}
　　public final void dispatchChange(boolean selfChange) {}
}

　　在CursorAdapter初始化时：

void init(Context context, Cursor c, boolean autoRequery) {
　　// ChangeObserver 继承 ContentObserver
　　mChangeObserver = new ChangeObserver();
　　//交给Cursor注册Observer
　　c.registerContentObserver(mChangeObserver);
}

　　Cursor中注册Observer过程：

Cursor是一个接口真正干活的是它实现者AbstractCursor

看下AbstractCursor 的registerContentObserver：
void registerContentObserver(ContentObserver observer) {
        mContentObservable.registerObserver(observer);
}

ContentObservable又是什么呢？以及ContentObserver是怎么样一个类呢？

ContentObservable和前面ContentObserver不同：

　　ContentObservable类：

public class ContentObservable extends Observable<ContentObserver> {
    public void registerObserver(ContentObserver observer) {}
    public void dispatchChange(boolean selfChange) {}
    public void notifyChange(boolean selfChange) {}
}
public abstract class Observable<T> {
    protected final ArrayList<T> mObservers = new ArrayList<T>();
    public void registerObserver(T observer) {}
    public void unregisterObserver(T observer) {}
    public void unregisterAll() {
}

　　所以ContentObservable就是专门用来注册ContentObserver，负责管理AbstractCursor作为Subject时接收注册Observer的，

而AbstractCursor此处就是Subject；

Observer——》ChangeObserver（CursorAdapter内部类）

Subject ——》AbstractCursor（成员ContentObservable负责管理Observer）

触发更新Update：

既然AbstractCursor作为此处的Subject，那么触发Observer更新是在何时进行呢？

AbstractCursor有这样一个接口：

protected void onChange(boolean selfChange) {
　　//触发所有的Observer
　　mContentObservable.dispatchChange(selfChange);
　　//这又是何缘故呢没搞懂 这里不会执行 下面再分析
　　if (mNotifyUri != null && selfChange) {
　　　　mContentResolver.notifyChange(mNotifyUri, mSelfObserver);
　　}
}

ContentObservable类中：

public void dispatchChange(boolean selfChange) {
    for (ContentObserver observer : mObservers) {
　　　　if (!selfChange || observer.deliverSelfNotifications()) {
　　　　　　　　observer.dispatchChange(selfChange);
　　　　}
　　}
}

ContentObserver类中：

public final void dispatchChange(boolean selfChange) {
　　if (mHandler == null) {
　　　　onChange(selfChange);
　　} else {
　　　　//异步的派发变化时通知
　　　　mHandler.post(new NotificationRunnable(selfChange));
　　}
}

　　这样就触发了所有注册到AbstarctCursor中ContentObserverable负责管理的所有ContentObserver；

此处便是CursorAdapter中的内部类ChangeObserver

　　下面看一下这个层次上的结构类图：

触发更新CursorAdapter中ChangeObserver中onChange函数执行；

这样就到了CursorAdapter更新流程上来了，这里属于Framework层；

　　从CursorAdapter然后就到了Application层，如前面所述的信息列表的更新流程。

　　这里的Observer模式中：

　　　　Subject——>AbstractCursor

　　　　Observer——>ChangeObserver（CursorAdapter内部类）

那么到此AbstractCursor是如何改变其中对象的状态和何时使其执行通知所有的观察者的呢？

作为Curosr虽然接口中提供了Update等操作来改变数据，但其实在AbstractCursor等并没有提供支持

来使用Update操作来改变数据，可以看到在4.0代码中已经将Update操作去掉；

Cursor仅仅是作为database query返回的结果用于获取其中的数据，所以AbstractCursor及其子类维护

其中的某个数据对象，可以自己实现对象状态的改变维护如MatrixCursor，也可以仅仅负责某个数据对象的维护，

数据对象状态真正改变不用去负责，仅需要在数据有变化时得到通知即可如SQLiteCursor；

所以还需要弄清楚Curosr作为Subject是维护的对象状态是如何变化且被通知到的。

下面看一下AbstractCursor作为Subject其中的对象状态改变是如何进行和被通知到的。

四 Android中AbstractCursor对象状态变化通知

更新通知启动：

　　从上面代码分析中可以知道AbstractCursor得到内容变化并通知其Observers是在下面函数中进行的：

protected void onChange(boolean selfChange) {
　　mContentObservable.dispatchChange(selfChange);
　　if (mNotifyUri != null && selfChange) {
　　　　mContentResolver.notifyChange(mNotifyUri, mSelfObserver);
　　}
}

顺着这条线找到onChange是何时被调用的：

找到位置是在AbstractCursor内部类SelfContentObserver中有如下：

protected static class SelfContentObserver extends ContentObserver {
　　WeakReference<AbstractCursor> mCursor;
　　public void onChange(boolean selfChange) {
　　　　AbstractCursor cursor = mCursor.get();
　　　　//这里调用其依赖类的上述的onChange类中
　　　　cursor.onChange(false);  //这里传递的false
    }
}

　　这又是一个ContentObserver观察者类，这又是怎么回事呢？Go On……

SelfContentObserver作为观察者：

　　找到SelfContentObserver使用方式：AbstractCursor中

public void setNotificationUri(ContentResolver cr, Uri notifyUri) {
　　mNotifyUri = notifyUri;
　　mContentResolver = cr;
　　mSelfObserver = new SelfContentObserver(this);
　　//进行Observer的注册
　　mContentResolver.registerContentObserver(
　　mNotifyUri, true, mSelfObserver);
}

　　SelfContentObserver作为了ContentResolver的一个Observer；

　　那函数setNotificationUri何时被调用呢？

答案是：ContentProvider中的Query()函数注释中有描述，派生类中需要调用这个c.setNotificationUri。

　　那么现在注册任务交给了ContentResolver了。

ContentService登场：

ContentResolver中注册Observer时

public final void registerContentObserver(Uri uri, boolean notifyForDescendents,
           ContentObserver observer)
{
    getContentService().registerContentObserver(uri, notifyForDescendents,
　　　　observer.getContentObserver());
}

　　看到注册Observer使用的是ContentService进行的，这是个系统服务SystemService；

ContentService又是干什么的勾当的呢？

　　从名称看到是内容服务，主要是数据库等提供解决方法的服务。因为数据库SQlite是一个C库，其中东东涉及很多需要。

ContentService中注册Observer函数：

public void registerContentObserver(Uri uri, boolean notifyForDescendents,
              IContentObserver observer) {
　　mRootNode.addObserverLocked(uri, observer,
　　　　notifyForDescendents, mRootNode,
　　　　Binder.getCallingUid(), Binder.getCallingPid());
}

看到此函数有三个参数分别代表什么意义呢：

　　uri：针对对有变化的感兴趣进行监听的URI

　　notifyForDescendents：true表示以uri前缀开始的任何变化都进行通知；false表示完全匹配才进行通知；

　　observer：IContentObserver接口，提供了一个方法onChange，变化发生时Cursor需要更新时调用

　　使用此ContentService的registerContentObserver接口注册Observer，

通过指定Uri可以仅对数据库中感兴趣的数据有变化时，进行监听。具体实现细节可以看下ContentService源代码

中是如何构建一个树形结构来管理观察者对感兴趣数据的监听，看到根节点就是上述的mRootNode构建了一颗大树。

　　注册之后就是等待数据有变化时，进行监听了；此一布又是如何进行的呢？

触发数据更新通知：

　　对数据库中数据的更改操作都是通过ContentResolver 中使用ContentProvider进行修改的，数据变化就来源于此；

看看ContentProvider中数据修改函数Insert中都干了些什么。

　　ContentProvider是个abstract类，其中的数据更改操作的函数都是纯虚函数，但是看一下其中的Insert函数的注释：

　　　　As a courtesy, call {@link ContentResolver#notifyChange(android.net.Uri ,android.database.ContentObserver)

　　　　notifyChange()}after inserting.

　　　　在使用此函数插入数据之后，需要调用类ContentResolver中函数notifyChange，所以其子类中需要做这个事情；

　　可以看到在子类Insert函数中都执行了：

　　　　getContext().getContentResolver().notifyChange(newUri, null)

　　通过此到了ContentResolver的nofifyChange中，Go On……

　　ContentResolver中函数：

void notifyChange(Uri uri, ContentObserver observer, boolean syncToNetwork) {
　　getContentService().notifyChange(……);
}

　　进入到ContentService中的数据变化通知更新策略中；注册Observer是在ContentService中，

数据变化通知Observer更新数据也必然是要在ContentService中。下面看看这是如何执行的：

ContentService通知Observer更新：

ContentService函数中的notifyChange函数较为复杂，因为我们是注册对感兴趣的数据变化时才需要被通知到，

所以此处通过对树形结构存储的Observer，进行遍历查找到对变化感兴趣的Observer。

public void notifyChange(Uri uri, IContentObserver observer,
　　boolean observerWantsSelfNotifications, boolean syncToNetwork) 
{
　　//用于保存对此变化感兴趣的Observer
　　ArrayList<ObserverCall> calls = new ArrayList<ObserverCall>();
　　//收集对此变化感兴趣的Observer
　　mRootNode.collectObserversLocked(...,calls);
　　//发布数据变化通知到相应的Observer
　　final int numCalls = calls.size();
　　for (int i=0; i<numCalls; i++) {
　　　　ObserverCall oc = calls.get(i);
　　　　oc.mObserver.onChange(oc.mSelfNotify);
　　}
}