学习笔记 ---- 设计模式之观察者模式
Head First里边给出的场景是：
客户需要这样一个App：一个WheatherData类可以从气象站获得气象信息（temperature, humidity, pressure and so on）.一旦这些信息改变，就会更新气象站的三个公告板（CurrentConditionBulletin, StatisticsBulletin and ForecastBulletin, 另外，用户还可以随时增加/删除/更改自己的布告板）。
客户给出了WheatherData的类图：
结合以上描述和类图我们已知：
1. 由Getter可以或得气象信息
2. 一旦气象信息有改变，调用measurementsChanged()方法更新所有的布告板
3. 现在需要三个布告板
4. Customer可以定义自己的布告板
首先看一个不好的实现：
public class WeatherData {
public void MeasurementsChanged()
{
float temp = getTemperature();
float humidity = getHumidity();
float pressure = getPressure();
currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
}
}
为什么不好呢？可以从已经知道的几个设计原则入手：
1. 找出程序中变化的部分，将其与固定不变的部分隔离
在这个场景中，变化的是布告栏的类型和数量，在这个不好的例子中，我们改变布告栏的类型和数量，势必要修改WheatherData这个类。如何才能可以随意修改布告栏的数量和类型，却不用修改WheatherData类呢？
2. 针对接口编程，不针对实现编程
明显，statisticsDisplay，statisticsDisplay，forecastDisplay均是具体的实现的编程，如果以后我们增加修改布告栏，都必须修改这段程序。而且三个方法( update() )的名字和参数相同，一个统一的接口可行？
可以根据报纸订阅业务对观察者模式有一个简单的了解：
观察者模式类图：
Subject
主题接口，也即可观察者（Observable），对象使用此接口注册为观察者，或者把自己从观察着中删除。每个主题可以有多个观察者。
ConcreteSubject
一个具体主题实现了主题接口，除了注册和撤销之外，具体主题还实现了notifyObservers()方法，这个方法用来在主题状态改变时更行所有的观察者。具体主题也可能有设置和获取状态的方法。
Observer
所有潜在的观察者必须实现观察者接口，这个接口只有update()方法，当主题改变时，它被调用。
ConcreteObserver
具体的观察者可以是任何实现了Observer接口的类。观察者必须注册具体主题，一边接收更新。
基本原则：为了交互对象之间的松耦合设计而努力
观察者模式的定义：观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有的依赖者都会收到通知并自动更新。
观察者模式中，一对多的关系体现在哪里？
这个模式中，主题是具有状态的对象，并且可以控制这个状态，也就是说，是一个具有“状态”的主题。
另一方面，观察者使用这些状态，虽然这些状态并不属于他们。有多个观察者，依靠主题来告诉他们主题状态何时变了。
这就产生了一个关系，一个“主题”对多个“观察者”的关系
松耦合设计威力体现在哪里？
当两个对象松耦合，他们依然可以交互，但是不太清楚彼此的细节。观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者松耦合。
下面我们根据观察者模式来画出开篇WheatherStation的类图：
代码如下
ISubject：
import org.jpatterns.gof.ObserverPattern;
@ObserverPattern(
comment="ISubject: Interface of Observer Pattern"
)
public interface ISubject {
void registerObserver(IObserver o);
void deleteObserver(IObserver o);
void notifyObservers();
}
IObserver：
import org.jpatterns.gof.ObserverPattern;
@ObserverPattern(
comment="IObserver: Interface of Observer Pattern"
)
public interface IObserver {
void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
实现了ISubject接口的WheatherData：
import java.util.ArrayList;
import org.jpatterns.gof.ObserverPattern;
@ObserverPattern(comment = "WheatherData: Concrete Subject of Observer Pattern")
public class WheatherData implements ISubject {
private ArrayList<IObserver> observers;
private float temperature;
private float humidity;
private float pressure;
public WheatherData() {
this.observers = new ArrayList<IObserver>();
}
@Override
public void registerObserver(IObserver o) {
observers.add(o);
}
@Override
public void deleteObserver(IObserver o) {
if (observers.indexOf(o) >= 0) {
observers.remove(o);
}
}
@Override
public void notifyObservers() {
for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {
IObserver observer = observers.get(i);
observer.update(temperature, humidity, pressure);
}
}
public void measurementsChanged() {
this.notifyObservers();
}
public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.pressure = pressure;
this.measurementsChanged();
}
}
实现了IObserver接口的一个Bulletin：
public class CurrentConditionsBulletin implements IObserver, IDisplayElement {
private float temperature;
private float humidity;
private ISubject wheatherData;
public CurrentConditionsBulletin(ISubject wheatherData) {
this.wheatherData = wheatherData;
wheatherData.registerObserver(this);
}
@Override
public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
this.temperature = temp;
this.humidity = humidity;
this.display();
}
@Override
public void display() {
System.out.println("Current Conditions: " + this.temperature
+ "F Degrees and " + this.humidity + "% Humidity");
}
}
创建气象站，将程序run起来：
public class WheatherStation {
public static void main(String[] args) {
WheatherData wheatherData = new WheatherData();
IObserver o1 = new CurrentConditionsBulletin(wheatherData);
IObserver o2 = new StatisticsBulletin(wheatherData);
IObserver o3 = new ForecastBulletin(wheatherData);
IObserver o4 = new CustomBulletin(wheatherData);//自定义的
wheatherData2.setMeasurements(20, 20, 20);
}
}
省略了好多注释啊，想好好理解，还是推荐去看HeadFirst吧，说实话，真本书真好！
其实在java中已经有内置的观察者模式。java.util中的Observable（类）和Observer（接口）。但是缺点不少，例如违反了：针对接口变成，而不是针对实现编程和多用组合少用继承两个原则，而且起nofify也依赖顺序。
观察者模式的要点：
观察者定义了对象之间一对多的关系。
主题用一个共同的接口来更新观察者。
观察者和可观察者之间用松耦合方式结合，可观察者不知道观察者的细节，只知道观察者实现了观察者接口。
使用此模式，可以从可观察者推或者拉数据。
有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序。
要注意java.util.Observable实现上带来的问题。
如果有必要的话，可以实现自己的Observable。
观察者模式的应用
观察者模式的优点
观察者和可观察者之间是抽象耦合
建立了一套完整的触发链
观察者模式的缺点
多级触发的效率问题
Java中消息的通知默认是顺序执行的，一个观察者卡壳，会影响整体的效率
观察者模式的使用场景
可拆分的关联行为场景
事件多级触发的场景
跨系统的消息交换场景
