Java設計模式 - 觀察者模式

定義

  • 觀察者 Observer,也稱訂閱者 Subscriber
  • 被觀察者 Observable,也稱主題 Subject

定義對象間(被觀察者和觀察者)一種一對多的依賴關系,使得每當一個對象(被觀察者)改變狀態時,則所有依賴于它的對象(觀察者)都能得到通知并被自動更新。類似于發布/訂閱模式,Observer訂閱主題,Observable則負責發布內容,從而將二者聯系起來。

使用場景

  • 用于解決解耦問題,觀察者和被觀察者高度分離,只依賴于ObserverObservable抽象;
  • 關聯行為場景,需要注意的是,關聯行為是可拆分的,而不是“組合”關系;
  • 事件多級觸發場景;
  • 跨系統消息交換場景,如消息隊列,事件總線的處理機制。

Andorid源碼實例

  • ListView適配器AdapternotifyDataSetChanged()方法,在方法中遍歷所有的觀察者,回調其onChanger()方法;
  • BroadcastReceiver的注冊與觸發,通過Context.registerReceiver()方法將BroadcastReceiver(相當于觀察者)注冊到AMS中,當通過sendBroadcast()發送廣播時(相當于主題數據發生變更),所有注冊了對應IntentFilter actionBroadcastReceiver將會被執行;
  • EventBus消息總線
  • java.util包中也有ObservableObserver的默認實現,可參考使用

UML類圖

image-20200502000759111.png

代碼示例

首先定義抽象觀察者,觀察者只關心主題的變更

public interface Observer {

    /**
     * 處理數據更新的方法(在主題發生變更時由主題主動觸發)
     *
     * @param message 變更的數據部分
     */
    void update(String message);

}

接著定義抽象主題(作為被觀察者,也有命名為Observable),主題是供觀察者觀察的對象

public interface Subject {

    /**
     * 訂閱操作
     * @param observer 觀察者
     */
    void registerObserver(Observer observer);

    /**
     * 取消訂閱操作
     * @param observer 觀察者
     */
    void removeObserver(Observer observer);

    /**
     * 通知變動
     */
    void notifyChanged();

}

接著實現觀察者,對主題變更作具體處理

public class Subscriber implements Observer {

    private String name;
    private String message;

    public Subscriber(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String message) {
        this.message = message;
        read();
    }

    private void read() {
        System.out.println(name + " 收到新消息: " + message);
    }
}

最后再實現主題

public class Publisher implements Subject {

    private String message;

    private List<Observer> observerList = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public void notifyChanged() {
        for (Observer observer : observerList) {
            observer.update(message);
        }
    }

    public void pushMessage(String message) {
        this.message = message;
        System.out.println("出版社發布新消息: " + message);
        // 推送消息
        notifyChanged();
    }
}

作如下測試:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Subscriber john = new Subscriber("John");
        Subscriber jack = new Subscriber("jack");
        Subscriber tom = new Subscriber("tom");

        Publisher publisher = new Publisher();
        publisher.registerObserver(john);
        publisher.registerObserver(jack);
        publisher.registerObserver(tom);

        publisher.pushMessage("Today is Monday");
        publisher.removeObserver(jack);
        publisher.pushMessage("Today is Tuesday");
    }
}

輸出結果如下:

出版社發布新消息: Today is Monday
John 收到新消息: Today is Monday
jack 收到新消息: Today is Monday
tom 收到新消息: Today is Monday
出版社發布新消息: Today is Tuesday
John 收到新消息: Today is Tuesday
tom 收到新消息: Today is Tuesday

優點

  • 觀察者和被觀察者之間是抽象耦合,可靈活應對業務變化;
  • 增強系統靈活性,可擴展性。

缺點

  • 運用時需要考慮開發效率和運行效率問題,程序中包括一個被觀察者、多個觀察者、開發和調試等內容會比較復雜;
  • 在Java中消息的通知默認是順序執行,一個觀察者卡頓,會影響其他觀察者的執行,所以通常情況下會采用異步的方式實現update()方法
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