作业三-Water项目中的观察者模式
Water项目中观察者模式解析
1 项目简介
用python实现的一个项目，提醒大家节约用水，不要随意浪费：当水龙头连续使用超过十分钟就提示使用者是否忘记关水了。
2 观察者模式简介
建立一种对象与对象之间的依赖关系，一个对象发生改变时将自动通知其他对象，其他对象将相应做出反应。在此，发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者，一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间没有相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展，这就是观察者模式的模式动机。
3 观察者模式在该项目中的原理分析
3.1这个项目由以下两部分组成：
3.1.1监听器：监听水龙头打开时间。
3.1.2发送提醒：一旦监听的事件发生（比如连续打开水龙头超过五分钟），那么监听器就会触发“发送提醒器”，提醒器会以某种方式发送通知给使用者。
这个项目的对象关系是一个很经典的“观察者模式”的模型，UML图如下：
3.2.1监听器抽象接口Listener，它实现了所有监听器共有的功能，即绑定观察者，解绑观察者，（在所监听的事件发生的时候）通知所有绑定的观察者，以及监听事件。
1 class Listener:
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3 def __init__(self):
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5 self._observers = []
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9 def attach(self, observer):
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11 if not observer in self._observers:
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13 self._observers.append(observer)
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17 def detach(self, observer):
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19 try:
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21 self._observers.remove(observer)
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23 except ValueError, e:
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25 pass
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29 def notify(self):
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31 for observer in self._observers:
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33 observer.update()
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37 def listening(self):
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39 pass
3.2.2 需要监听水龙头打开时间，所以继承实现了一个具体的监听器，OpenTimeListener，只需要实现listening函数即可。
1 class WaterTimeListener(Listener):
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3 #使用观察者模式来实现对水龙头的监听
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5 format = "llHHI"
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7 size = struct.calcsize(format)
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9 keyboardDevice = "/dev/input/event3"
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11 fd = os.open(WaterDevice, os.O_RDWR)
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15 def __init__(self, maxTime=300, leastUseTime=120, notifyInterval=60):
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17 Listener.__init__(self)
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20 self.maxTime = maxTime
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22 self.lleastUseTime = leastUseTime
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24 self.notifyInterval = notifyInterval
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26 self.OpenTime = time.time()
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28 self.Time = time.time() - notifyInterval
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30 self.start_water_time = time.time()
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34 def listening(self):
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36 while True:
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38 op = os.read(self.fd, self.size)
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40 # timestamp, subsecond, type, code, value = struct.unpack(format, op)
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42 now, _, _, _, _ = struct.unpack(self.format, op)
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45 # 如果超过十分钟没有关，就开始通知
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47 if now - self.lastNotifyTime >= self.notifyInterval:
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49 self.notify()
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51 self.lastNotifyTime = now
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53 self.lastInputTime = now
3.2.3观察者抽象类Observer，这个其实只是个接口而已，不是一个类，因为update()虽然是共有的接口函数，但它的实体是因人而异的，没法在这个类里给出一个default的实现（对比一下Listener的notify方法就知道了）
1 class Observer:
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3 def update(self):
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5 raise NotImplementedError("Must subclass me")
3.2.4该项目，目前的发通知给使用者，只实现了一种方式：发送邮件给用户。
1 # 第三方 SMTP 服务
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3 mail_host = "XXXX" # 设置服务器
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5 mail_user = "XXXX" # 用户名
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7 mail_pass = "XXXXX" # 口令
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10 class Mail:
11 def __init__(self):
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13 sender = 'XXXX'
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15 receivers = ['XXXX'] # 接收邮件
16 message = MIMEText(body.encode('utf-8'), 'plain', 'utf-8'）
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18 message['From'] = Header("提醒", 'utf-8')
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20 subject = '水龙头忘记关了吧！！！'
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22 message['Subject'] = Header(subject, 'utf-8')
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24 try:
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26 smtpObj = smtplib.SMTP()
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28 smtpObj.connect(mail_host, 25) # 25 为 SMTP 端口号
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30 smtpObj.login(mail_user, mail_pass)
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32 smtpObj.sendmail(sender, receivers, message.as_string())
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34 print("邮件发送成功")
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36 except smtplib.SMTPException:
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38 print("Error: 无法发送邮件")
值得注意的是：一个监听器可以有多个观察者，而一般一个观察者只能有一个监听器。比如监听是否浪费水这个事件，可以有多种通知方式，比如响闹铃，发送通知到手机，记录使用情况到日志文件以备后续分析，等等。而一般一个观察者都是特化了的，不会用在多个监听器上面。
4 观察者模式给该项目带来了哪些好处
对于这个项目而言：观察者模式把监测事件和响应事件这两个职责给分离了，各司其职。监听器监测使用者有没有长时间打开水龙头，有的话，就通过接口告诉观察者，观察者再发通知给使用者，让使用者判断是否是忘记了关水。
即观察者模式实现了表示层和数据逻辑层的分离，并定义了稳定的消息更新传递机制，抽象了更新接口，使得可以有各种各样不同的表示层作为具体观察者角色。观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。且观察者模式符合“开闭原则”的要求。
