第二章 观察者模式

现在我们要做一个天气应用程序，可以显示当前的天气状况。你需要从气象台获取数据，然后显示在公告板上。气象台的数据随时都有可能变化，你的公告板也需要同步变化。

我们可以让公告板每隔一段时间查询一次天气数据。为了不错过重要数据，这个时间间隔要小一些（也许每隔一秒）。同时又为了节约资源，这个时间间隔又要设大一些（也许每小时一次）。这样就很矛盾。本质问题在于你不能预测什么时候有新数据产生。

这就好像你忙着工作不能经常查阅自己的电子邮箱。然而不经常查阅邮箱可能会错过很多重要的邮件。怎么办呢？如果有新邮件到来都会提醒我就好了！对，这就是观察者模式。

谈到观察者模式前，我们要约定一个术语：主题（subject）。观察者对主题很感兴趣，希望主题有变动后都会收到提醒。主题发生变化后会主动提醒所有关注它的观察者，而不关心观察者收到最新的数据后会做些什么。

 

用观察者模式来设计我们的天气应用

WeatherData是主题（Subject），CurrentConditionsDisplay（天气公告板）是观察者（Observer）。

主题能够注册、注销观察者，当数据发生变化时还要通知所有已经注册的观察者。

观察者主要等着主题来通知自己就好（等主题调用自己的update方法）。

主题代码

public interface Subject {
    public void registerObserver(Observer observer);
    public void removeObserver(Observer observer);
    public void notifyObservers();
}

public class WeatherData implements Subject {
    private float temperature;//温度
    private float humidity;//湿度
    private float pressure;//压力
    private ArrayList<Observer> observers;
   
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    
    //在合适的时候通知所有观察者
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    
    //数据发送变化，这时候需要通知所有观察者
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

观察者代码

 

public interface Observer {
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

public class CurrentConditionsDisplay implements DisplayElement, Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        
        display();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("###温度公告板###");
        System.out.println("温度：" + temperature);
        System.out.println("湿度：" + humidity);
        System.out.println("气压：" + pressure);
        System.out.println("############");
    }
}

客户端代码

public static void main(String[] args) {
    WeatherData weatherData = new WeatherData();
    Observer observer = new CurrentConditionsDisplay();
    
    weatherData.registerObserver(observer);
    weatherData.setMeasurements(3.3f, 5.5f, 6.6f);
    weatherData.removeObserver(observer);
    weatherData.setMeasurements(11.5f, 55.2f, 10.8f);
}

输出：//你会看到只有一个输出，因为观察者被注销了，就没收到“通知”。

###当前温度公告板###
温度：3.3
湿度：5.5
气压：6.6
############

 

Java内置的观察者模式API

Java内置了：

• java.util.Observable，可以被观察的东西（就是主题啦）
• java.util.Observer，观察者

具体用法这里不展开。但是Java内置的API确实存在一些问题：

• Observable是一个类，如果你的WeatherData同时要继承自另一个基类，那就不能继承Observable了。Java不支持多重继承。
• 我们提倡“多用组合，少用继承”。很可惜我们不能通过对象组合来使用Observable，因为Observable的一个很关键的setChanged()是protected方法。

Java的API也有不少缺点，那怎么办呢？

• Observable是一个类，这大大降低编程新手的使用门槛，因为关键代码已经实现在基类里面了，你只要继承就好。也就是说你不需要了解观察者模式也能借助Java API使用它。其实即是缺点也是优点。
• 既然你已经学会了观察者模式，那可以自己实现，不要用Java的API。反正也不难。

 

观察者模式的应用

这个应用很多，比如Android里面Button.setOnClickListener(…);