線程安全的觀察者模式的設計線程安全的基礎設計總覽及使用方式ObserverListThreadSafe實作要點小結

觀察者模式的應用，主要的行為就是注冊和移除觀察者(observer),以及通知所有已注冊的Observers。這裡介紹的是Chromium項目中實作的線程安全的觀察者管理及通知的基礎類ObserverListThreadSafe, 它的能力包括:

觀察者可以在任意線程中注冊，消息回調會發生在注冊時所在的線程。

任意線程可以Notify()觸發通知消息。

觀察者可以在回調時從清單中移除自己。

如果一個線程正在通知觀察者, 此時一個觀察者正在從清單中移除自己, 通知會被丢棄。

實作這個基礎是記錄線程與觀察者清單的對應關系，即某個線程上存在的觀察者的清單。定義如下:

其中PlatformThreadID為線程的ID, 而ObserverListContext是一個數組，其定義如下:

其中loop為Chromium線程機制中的MessageLoopProxy, 也可以了解為線程的消息隊列代理，使用它就可以完成将某個操作抛到指定線程上運作。list就很好了解了，記錄的是該線程中的觀察者清單。

隻要全局的持有這個表(ObserversListMap)，就可以将觀察者與線程關聯起來，進而保證通知一定可以運作到它注冊時所在的線程。

其中ObserverListThreadSafe就是我們的主角。它本身是為一個模闆類:

下面是一個使用的示例:

添加/删除Observer方法很簡單:

當需要通知各個觀察者時，代碼如下:

即内部成員變量list_lock_，在操作observer_list_要使用如下方法加鎖:

基本思路就是:

* 以目前線程ID，找到ObserverListContext。如果新增但又沒有，則建立。

* 操作找到的ObserverListContext進行添加或删除操作。

下面是AddObserver()的實作:

這個過程實作上，因為需要相容不同數理的參數，是以定義了一組模闆方法。先說明一下基本思路:

* 封裝要調用的通知方法為Callback形式:函數，及使用tuple(不是C++11的元組，而是base::tuple)封裝起來的參數。

* 周遊observer_lists_，找到每個線程對應的ObserverListContext。

* 使用ObserverListContext中記錄的MessageProxyLoop，執行NotifyWrapper，并傳入Callback作為參數。

以上這個過程就是在通知的線程的完成的, 具體的代碼如下：

下一步就是在各個observer所在的線程上觸發NotifyWrapper了。它主要做兩件事:

* 為每一個observer運作通知的函數:

如果發現這個線程上已經沒有可用的觀察者，則将它從observer_list_中移除。

再回頭看一下對回調方法封裝，上面提到了參數是使用base::tuple封裝的，它同時也提供了DispatchToMethod方法，把參數解開，再調用方法，詳見base::tuple中的說明。

下面是UnboundMethod的定義:

如果沒有Chromium的線程機制，也是可以實作的，核心是線程的抛轉。

這種方法适用于多線程下以函數+參數通知的方式。參數直接抛轉到指定的線程不用特别擔心線程安全問題。對于獲得通知後仍然要跨線程通路資料的情況，則可以考慮: 1.以類似的方式，将資料通過函數參數傳遞(目前最多為6個)。 2. 如果資料量大，則可以考慮使用Multiversion Concurrency Control的算法，盡量避免加鎖的開銷。