设计模式_行为型模式 -《观察者模式》
笔记整理自 黑马程序员Java设计模式详解， 23种Java设计模式（图解+框架源码分析+实战）
概述
定义
- 观察者模式，又被称为发布-订阅（Publish / Subscribe）模式，它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变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。
结构
观察者模式 (Observer Pattern) 中有如下角色：
- Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，每个主题都可以有任意数量的观察者，抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
- ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者），该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
- Observer：抽象观察者，是观察者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
- ConcrereObserver：具体观察者，实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。
案例实现
【例】微信公众号
在使用微信公众号时，大家都会有这样的体验，当你关注的公众号中有新内容更新的话，它就会推送给关注公众号的微信用户端。我们使用观察者模式来模拟这样的场景，微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者（主题角色），有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号。
类图如下：
代码如下：
-
抽象观察者类，里面定义一个更新的方法
public interface Observer { void update(String message); } -
具体观察者类，微信用户是观察者，里面实现了更新的方法
public class WeixinUser implements Observer { // 微信用户名 private String name; public WeixinUser(String name) { this.name = name; } @Override public void update(String message) { System.out.println(name + "-" + message); } } -
抽象主题类（被观察者），提供了 attach、detach、notify 三个方法
public interface Subject { // 增加订阅者（观察者对象） public void attach(Observer observer); // 删除订阅者（观察者对象） public void detach(Observer observer); // 通知订阅者更新消息 public void notify(String message); } -
微信公众号是具体主题类（具体被观察者），里面存储了订阅该公众号的微信用户，并实现了抽象主题中的方法
public class SubscriptionSubject implements Subject { // 储存订阅公众号的微信用户 private List<Observer> weixinUserlist = new ArrayList<Observer>(); @Override public void attach(Observer observer) { weixinUserlist.add(observer); } @Override public void detach(Observer observer) { weixinUserlist.remove(observer); } @Override public void notify(String message) { for (Observer observer : weixinUserlist) { observer.update(message); } } } -
客户端程序
public class Client { public static void main(String[] args) { // 1.创建公众号对象 SubscriptionSubject mSubscriptionSubject = new SubscriptionSubject(); // 2.创建微信用户 WeiXinUser user1 = new WeiXinUser("孙悟空"); WeiXinUser user2 = new WeiXinUser("猪悟能"); WeiXinUser user3 = new WeiXinUser("沙悟净"); // 3.订阅公众号 mSubscriptionSubject.attach(user1); mSubscriptionSubject.attach(user2); mSubscriptionSubject.attach(user3); // 4.公众号更新发出消息给订阅的微信用户 mSubscriptionSubject.notify("传智黑马的专栏更新了"); } }输出
孙悟空-传智黑马的专栏更新了 猪悟能-传智黑马的专栏更新了 沙悟净-传智黑马的专栏更新了
优缺点
优点
- 降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。
- 被观察者发送通知，所有注册的观察者都会收到信息【可以实现广播机制】
缺点
- 如果观察者非常多的话，那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时
- 如果被观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环调用，会导致系统崩溃
使用场景
- 对象间存在一对多关系，一个对象的状态发生改变会影响其他对象。
- 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时。
JDK中提供的实现-Observable/Observer
在 Java 中，通过 java.util.Observable(抽象主题角色类)和 java.util.Observer(抽象观察角色接口) 定义了观察者模式，只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。
Observable 类
Observable 类是抽象目标类（被观察者），它有一个 Vector 集合成员变量，用于保存所有要通知的观察者对象。
private Vector<Observer> obs;
// 在无参构造方法中赋值
public Observable() {
obs = new Vector<>();
}
下面来介绍它最重要的 3 个方法。
-
void addObserver(Observer o)方法：用于将新的观察者对象添加到集合中。public synchronized void addObserver(Observer o) { if (o == null) throw new NullPointerException(); // 如果不存在则添加到集合中 if (!obs.contains(o)) { obs.addElement(o); } } -
void notifyObservers(Object arg)方法：调用集合中的所有观察者对象的 update 方法，通知它们数据发生改变。通常越晚加入集合的观察者越先得到通知。public void notifyObservers() { notifyObservers(null); } || \/ public void notifyObservers(Object arg) { Object[] arrLocal; synchronized (this) { // 只有changed为true才可以执行到下面的for循环 if (!changed) return; // 集合转数组 arrLocal = obs.toArray(); // 这个方法会将changed置为false 因为即将进行通知 clearChanged(); } // 倒序遍历数组 所以这就是为什么越晚加入集合的观察者越先得到通知 for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--) // 逐一通知观察者（调用update方法） ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg); } -
void setChange()方法：用来设置一个 boolean 类型的内部标志，注明目标对象发生了变化。当它为 true 时，notifyObservers() 才会通知观察者。protected synchronized void setChanged() { changed = true; }
Observer 接口
Observer 接口是抽象观察者，它监视目标对象的变化，当目标对象发生变化时，观察者得到通知，并调用 update 方法，进行相应的工作。
【例】警察抓小偷
警察抓小偷也可以使用观察者模式来实现，警察是观察者，小偷是被观察者。代码如下：
-
小偷是一个被观察者，所以需要继承 Observable 类
public class Thief extends Observable { private String name; public Thief(String name) { this.name = name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void steal() { System.out.println("小偷：我偷东西了，有没有人来抓我！！！"); super.setChanged(); // changed = true，调用通知的方法 才会执行观察者的update方法 super.notifyObservers(); } } -
警察是一个观察者，所以需要让其实现 Observer 接口
public class Policemen implements Observer { private String name; public Policemen(String name) { this.name = name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } @Override public void update(Observable o, Object arg) { System.out.println(this.getName() + "警察：" + ((Thief) o).getName() + "，我已经盯你很久了，你可以保持沉默，但你所说的将成为呈堂证供！！！"); } } -
客户端代码
public class Client { public static void main(String[] args) { // 创建小偷对象 Thief t = new Thief("隔壁老王"); // 创建警察对象 Policemen p = new Policemen("小李"); // 让警察盯着小偷（订阅） t.addObserver(p); // 小偷偷东西（发布） t.steal(); } }输出
小偷：我偷东西了，有没有人来抓我！！！ 小李警察：隔壁老王，我已经盯你很久了，你可以保持沉默，但你所说的将成为呈堂证供！！！
