一，观察者模式
又称为发布-订阅（publish/subscribe)模式.
观察着模式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发生改变时，会通知所有观察者对象，使他们能够自动更新自己。
适用性：
1.当一个抽象模型有两个方面, 其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。
2.当对一个对象的改变需要同时改变其它对象, 而不知道具体有多少对象有待改变。
3.当一个对象必须通知其它对象，而它又不能假定其它对象是谁。换言之, 你不希望这些对象是紧密耦合的。
组成
抽象主题（subject）角色
把所有对观察者的引用保存到一个集合，每一个抽象主题可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个借口，可以增加和删除观察者。一般用接口和抽象类来实现抽象主题。
抽象观察者（observer)角色
为具体观察者提供一个更新（update）接口，在得到主题通知时更新自己。
具体主题(concrete subject)角色
在具体主题内部状态发生改变时，给所有登记过的观察者发通知。是抽象主题的子类。
具体观察者（concrete observer)角色
实现抽象观察者角色所有要求的更新接口，以便本身的状态与主题的状态相协调。如果需要，具体的观察者角色可以保存一个指向具体主题角色的引用，来获得主题角色的状态信息。
结构
二，分析案例
1,项目描述：
Weather-O-Rama气象站计划建立下一代的Internet气象观察站，该气象站必须建立在WeatherData对象的基础上，WeatherData对象提供天气数据，有三种布告板，分别显示目前的状况及简单的预报。并且以后可以方便地增加布告板进行扩展。
使用观察者模式进行设计，WeatherData对象即观察者模式中的主题对象，三个布告板即观察者。
2,代码实现
源码地址：
https://github.com/BaronZ88/DesignPatterns/tree/master/src/com/baron/patterns/observer
抽象Subject
public interface Subject { /** * 注册观察者 */ void registerObserver(Observer observer); /** * 移除观察者 */ void removeObserver(Observer observer); /** * 通知观察者 */ void notifyObservers(); }
具体实现WeatherData
public class WeatherData implements Subject { private List<Observer> observers; private float temperature;//温度 private float humidity;//湿度 private float pressure;//气压 private List<Float> forecastTemperatures;//未来几天的温度 public WeatherData() { this.observers = new ArrayList<Observer>(); } @Override public void registerObserver(Observer observer) { this.observers.add(observer); } @Override public void removeObserver(Observer observer) { this.observers.remove(observer); } @Override public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } public void measurementsChanged() { notifyObservers(); } public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure, List<Float> forecastTemperatures) { this.temperature = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; this.forecastTemperatures = forecastTemperatures; measurementsChanged(); //通知观察者 } public float getTemperature() { return temperature; } public float getHumidity() { return humidity; } public float getPressure() { return pressure; } public List<Float> getForecastTemperatures() { return forecastTemperatures; } }
抽象Observer与具体实现
public interface Observer { void update(); } //公告板的实现 public interface DisplayElement { void display(); }
显示目前的状况的公告板---具体Observer1
//显示目前的状况的公告板 public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement { private WeatherData weatherData; private float temperature;//温度 private float humidity;//湿度 private float pressure;//气压 public CurrentConditionsDisplay(WeatherData weatherData) { this.weatherData = weatherData; this.weatherData.registerObserver(this); } @Override public void display() { System.out.println("当前温度为：" + this.temperature + "℃"); System.out.println("当前湿度为：" + this.humidity); System.out.println("当前气压为：" + this.pressure); } @Override public void update() { this.temperature = this.weatherData.getTemperature(); this.humidity = this.weatherData.getHumidity(); this.pressure = this.weatherData.getPressure(); display(); } }
简单的预报的公告板----具体Observer2
//简单的预报的公告板 public class ForecastDisplay implements Observer, DisplayElement { private WeatherData weatherData; private List<Float> forecastTemperatures;//未来几天的温度 public ForecastDisplay(WeatherData weatherData) { this.weatherData = weatherData; this.weatherData.registerObserver(this); } @Override public void display() { System.out.println("未来几天的气温"); int count = forecastTemperatures.size(); for (int i = 0; i < count; i++) { System.out.println("第" + i + "天:" + forecastTemperatures.get(i) + "℃"); } } @Override public void update() { this.forecastTemperatures = this.weatherData.getForecastTemperatures(); display(); } }
3,使用java内置的对观察者模式的支持实现该系统
使用java.util.Observable为抽象主题（可观察者），java.util.Observer接口为抽象观察者。 详细代码如下：
public class WeatherData extends Observable { private float temperature; private float humidity; private float pressure; public WeatherData() { } public void measurementsChanged() { setChanged(); notifyObservers(); } public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) { this.temperature = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; measurementsChanged(); } public float getTemperature() { return temperature; } public float getHumidity() { return humidity; } public float getPressure() { return pressure; } } //在这里只实现了公告板CurrentConditionsDisplay public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement { Observable observable;//维护一个Observable类型的引用 private float temperature; private float humidity; public CurrentConditionsDisplay(Observable observable) { this.observable = observable; observable.addObserver(this); } public void update(Observable obs, Object arg) { if (obs instanceof WeatherData) { WeatherData weatherData = (WeatherData)obs; //拉数据 this.temperature = weatherData.getTemperature(); this.humidity = weatherData.getHumidity(); display(); } } public void display() { System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity"); } }
我在具体主题WeatherData中使用到了超类Observable中的方法setChanged()，其作用如下：
抽象超类Observable中有一个属性changed属性用来表示状态，初始值为false，只有changed为true时，主题才会通知各个观察者。源码如下：
public void notifyObservers() { notifyObservers(null); } protected synchronized void setChanged() { changed = true; } public void notifyObservers(Object arg) { Object[] arrLocal; synchronized (this) { if (!changed)//changed为false时直接返回 return; arrLocal = obs.toArray();//获得所有已注册的观察者 clearChanged();//将changed属性设为false } for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--) ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg); }
setChanged()方法可以让我们选择适当地通知观察者。当不使用setChanged()方法，温度计读数可能每十分之一度就会更新，这造成WeatherData对象持续不断地通知观察者。如果我们希望半度以上才更新，就可以在温度差距达到半度时，调用setChanged()方法，进行有效地更新。
4，实现原理图（假如添加气象统计的公告板）：
5,观察者模式在该案例的好处
观察者模式使得主题对象与观察者对象充分的解耦，让耦合的双方依赖于抽象而不依赖具体，使得各自的变化都不会影响另一边的变化。因为气象站可以动态增加公告板，而不会对weatherData造成影响
posted on
