结合JDK源码看设计模式——观察者模式

前言:

  现在我们生活中已经离不开微信,QQ等交流软件,这对于我们来说不仅是交流,更有在朋友圈中或空间中进行分享自己的生活,同时也可以通过这个渠道知道别人的生活。我们在看朋友圈的时候其实我们扮演的就是一个观察者,朋友圈或空间里的动态可以看作是主体对象。接下来我们就介绍一下观察者模式

一、定义

  定义了对象之间的一对多依赖,让多个观察者对象同时监听某一个主体对象,当主体对象发生变化时,它的所有观察者都会收到通知并更新。

二、适用场景

  1、关联行为场景,建立一套触发机制

    这里稍微理解一下,你有一个特别关心,这个特别关心发消息,发动态都会通知你,发消息是一个行为,通知你又是一个行为,我们可以在观察者模式中建立一套触发机制,当她发消息的时候就会通知你。这就是关联行为和触发机制。

三、观察者模式详解

  本来是想结合JDK来讲的,但是观察者模式在JDK中应用的更多是监听器,主要用来做C/S架构的,在实际中很少用。但是JDK中会提供Observable类作为抽象被观察者,而Observer作为抽象观察者接口。所以这里就自己动手写一下观察者模式。下面我们介绍观察者模式需要的角色:

  1、抽象观察者角色:

    为所有的具体观察者定义一个接口,在得到被观察者做出行为时通知更新自己。

  2、具体观察者角色:

    实现抽象观察者角色所需要的更新接口,并接受观察者的通知信息。

  3、抽象被观察者角色:

    它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中,每个主体都可以有任意数量的观察者。抽象主体提供一个接口,可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。

  4、具体被观察者角色:

    也就是一个具体的主体,在主体的内部状态改变时,向所有观察者发出通知。

  由于JDK中已经自带了两个抽象角色,所以就直接使用

public class Observable {
    private boolean changed = false;
    private Vector<Observer> obs;

    public Observable() {
        obs = new Vector<>();
    }

    public synchronized void addObserver(Observer o) {
        if (o == null)
            throw new NullPointerException();
        if (!obs.contains(o)) {
            obs.addElement(o);
        }
    }

    public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
        obs.removeElement(o);
    }

    public void notifyObservers() {
        notifyObservers(null);
    }

    public void notifyObservers(Object arg) {

        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {

            if (!changed)
                return;
            arrLocal = obs.toArray();
            clearChanged();
        }

        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    }

    public synchronized void deleteObservers() {
        obs.removeAllElements();
    }

    protected synchronized void setChanged() {
        changed = true;
    }

    protected synchronized void clearChanged() {
        changed = false;
    }

    public synchronized boolean hasChanged() {
        return changed;
    }

    public synchronized int countObservers() {
        return obs.size();
    }
}

  上面是抽象被观察者角色(不是抽象类或接口,但在这里我们就这样理解),可以看见这里面基本都是同步的容器,方法,obs主要是放观察者的。因为继承这个类的子类是被观察者,注意多个观察者是观察一个被观察者,但是一个观察者可以观察多个被观察对象。两个之间是多对多的关系,我们现在主要先实现多个观察者观察一个被观察对象的情况

public interface Observer {

    void update(Observable o, Object arg);
}

  上面是抽象观察者角色。里面的update方法的意思是当被观察者做出一定行为后,观察者就可以接受到一些消息。但需要我们去实现具体监听的方式。

import java.util.Observable;

/**
 * 扮演被观察者具体实现类
 *created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Course extends Observable {
    private String courseName;

    public String getCourseName() {
        return courseName;
    }

    public void setCourseName(String courseName) {
        this.courseName = courseName;
    }
    public void produceQuestion(Course course,Question question){
        System.out.println(question.getStudentName()+"在"+course.courseName+"提了"+question.getQuestionContext());
        setChanged();//改变被观察者的状态
        notifyObservers(question);
    }
}
//被悲观者中的具体内容
public class Question {
    private String questionContext;
    private String studentName;

    public String getStudentName() {
        return studentName;
    }

    public void setStudentName(String studentName) {
        this.studentName = studentName;
    }

    public String getQuestionContext() {
        return questionContext;
    }

    public void setQuestionContext(String questionContext) {
        this.questionContext = questionContext;
    }

}
import java.util.Observer;

/**
 *观察者具体实现类
 * created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Teacher implements Observer {
    private String teacherName;

    public String getTeacherName() {
        return teacherName;
    }

    public void setTeacherName(String teacherName) {
        this.teacherName = teacherName;
    }

    @Override
    public void update(java.util.Observable o, Object arg) {
        Course course= (Course) o;//强转被观察者对象
        Question question= (Question) arg;
        System.out.println(teacherName+"收到了来自"+course.getCourseName()+"的"+question.getQuestionContext());

    }
}

  上面的代码不多说,可以看注释,主要是一个Teacher类作为观察者,Course类作为被观察者。这里主要看Course中的produceQuestion方法和Teacher中的update方法。再去看上面抽象角色中的具体实现就能明白之间的调用,这里简单说一下,当将观察者添加进Observable中的obs数组的时候,每次调用produceQuestion方法,都能使得观察者中能得到信息。

/**
 * created by Mr.F on 2019/4/14
 */

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Question question=new Question();
        question.setStudentName("方块人");
        question.setQuestionContext("观察者模式怎么写?");
        Course course =new Course();
        course.setCourseName("设计模式课堂");
        Teacher teacher1=new Teacher();
        Teacher teacher2=new Teacher();
        teacher1.setTeacherName("老师1");
        teacher2.setTeacherName("老师2");
        course.addObserver(teacher1);
        course.addObserver(teacher2);
        course.produceQuestion(course,question);

    }
}

  上面是测试类代码。下面是输出结果:

四、总结

  其实每个观察者模式并不一定要像上面那样实现两个接口,而是有很多方式,不要学了模板,忘了原理。平常在做web项目的时候,做点赞系统,其实更多用的是观察者模式+生产者模式+消费者模式+异步队列。为什么会用到上面这么多模式呢,其实主要是考虑到并发的问题,上面的java中自带的Observable是用锁的方式,如果被观察者同时做了很多事情,这里我们可以用异步队列来进行处理后期的行为。观察者模式核心就是当被观察者做出行为的时候,观察者一定会进行更新。一定要多看上面那两个接口是如何调用的。

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