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23種設計模式(8):觀察者模式

定義:定義對象間一種一對多的依賴關系,使得當每一個對象改變狀态,則所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。

類型:行為類模式。

類圖:

在軟體系統中經常會有這樣的需求:如果一個對象的狀态發生改變,某些與它相關的對象也要随之做出相應的變化。比如,我們要設計一個右鍵菜單的功能,隻要在軟體的有效區域内點選滑鼠右鍵,就會彈出一個菜單;再比如,我們要設計一個自動部署的功能,就像eclipse開發時,隻要修改了檔案,eclipse就會自動将修改的檔案部署到伺服器中。這兩個功能有一個相似的地方,那就是一個對象要時刻監聽着另一個對象,隻要它的狀态一發生改變,自己随之要做出相應的行動。其實,能夠實作這一點的方案很多,但是,無疑使用觀察者模式是一個主流的選擇。

觀察者模式的結構:

在最基礎的觀察者模式中,包括以下四個角色:

被觀察者:從類圖中可以看到,類中有一個用來存放觀察者對象的Vector容器(之是以使用Vector而不使用List,是因為多線程操作時,Vector在是安全的,而List則是不安全的),這個Vector容器是被觀察者類的核心,另外還有三個方法:attach方法是向這個容器中添加觀察者對象;detach方法是從容器中移除觀察者對象;notify方法是依次調用觀察者對象的對應方法。這個角色可以是接口,也可以是抽象類或者具體的類,因為很多情況下會與其他的模式混用,是以使用抽象類的情況比較多。

觀察者:觀察者角色一般是一個接口,它隻有一個update方法,在被觀察者狀态發生變化時,這個方法就會被觸發調用。

具體的被觀察者:使用這個角色是為了便于擴充,可以在此角色中定義具體的業務邏輯。

具體的觀察者:觀察者接口的具體實作,在這個角色中,将定義被觀察者對象狀态發生變化時所要處理的邏輯。

觀察者模式代碼實作:

abstract class Subject {  

    private Vector<Observer> obs = new Vector<Observer>();  



    public void addObserver(Observer obs){  

        this.obs.add(obs);  

    }  

    public void delObserver(Observer obs){  

        this.obs.remove(obs);  

    }  

    protected void notifyObserver(){  

        for(Observer o: obs){  

            o.update();  

        }  

    }  

    public abstract void doSomething();  

}  



class ConcreteSubject extends Subject {  

    public void doSomething(){  

        System.out.println(“被觀察者事件反生”);  

        this.notifyObserver();  

    }  

}  

interface Observer {  

    public void update();  

}  

class ConcreteObserver1 implements Observer {  

    public void update() {  

        System.out.println(“觀察者1收到資訊,并進行處理。”);  

    }  

}  

class ConcreteObserver2 implements Observer {  

    public void update() {  

        System.out.println(“觀察者2收到資訊,并進行處理。”);  

    }  

}  



public class Client {  

    public static void main(String[] args){  

        Subject sub = new ConcreteSubject();  

        sub.addObserver(new ConcreteObserver1()); //添加觀察者1  

        sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //添加觀察者2  

        sub.doSomething();  

    }  

}
           

運作結果:

被觀察者事件反生。

觀察者1收到資訊,并進行處理。

觀察者2收到資訊,并進行處理。

通過運作結果可以看到,我們隻調用了Subject的方法,但同時兩個觀察者的相關方法都被同時調用了。仔細看一下代碼,其實很簡單,無非就是在Subject類中關聯一下Observer類,并且在doSomething方法中周遊一下Observer的update方法就行了。

觀察者模式的優點:

觀察者與被觀察者之間是屬于輕度的關聯關系,并且是抽象耦合的,這樣,對于兩者來說都比較容易進行擴充。

觀察者模式是一種常用的觸發機制,它形成一條觸發鍊,依次對各個觀察者的方法進行處理。但同時,這也算是觀察者模式一個缺點,由于是鍊式觸發,當觀察者比較多的時候,性能問題是比較令人擔憂的。并且,在鍊式結構中,比較容易出現循環引用的錯誤,造成系統假死。

總結:

java語言中,有一個接口Observer,以及它的實作類Observable,對觀察者角色常進行了實作。我們可以在jdk的api文檔具體檢視這兩個類的使用方法。

做過VC++、javascript、DOM或者AWT開發的朋友都對它們的事件處理感到神奇,了解了觀察者模式,就對事件處理機制的原理有了一定的了解了。如果要設計一個事件觸發處理機制的功能,使用觀察者模式是一個不錯的選擇,AWT中的事件處理DEM(委派事件模型Delegation Event Model)就是使用觀察者模式實作的。