第十五章 观察者模式
目录
1 观察者模式介绍
2 观察者模式原理
3 观察者模式实现
4 观察者模式应用实例
5 观察者模式总结
1 观察者模式介绍
观察者模式的应用场景非常广泛,小到代码层面的解耦,大到架构层面的系统解耦,再或者 一些产品的设计思路,都有这种模式的影子.
现在我们常说的基于事件驱动的架构,其实也是观察者模式的一种最佳实践。当我们观察某一个对象时,对象传递出的每一个行为都被看成是一个事件,观察者通过处理每一个事件来完成自身的操作处理。
观察者模式(observer pattern)的原始定义是:定义对象之间的一对多依赖关系,这样当一个对象改变状态时,它的所有依赖项都会自动得到通知和更新。
2 观察者模式原理
- 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。在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用,它存储具体观察者的有关状态,这些状态需要与具体目标保持一致.
3 观察者模式实现
- 观察者
/** * 抽象观察者 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public interface Observer { //update方法: 为不同观察者的更新(响应)行为定义相同的接口,不同的观察者对该方法有不同的实现 public void update(); } /** * 具体观察者 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class ConcreteObserverOne implements Observer { @Override public void update() { //获取消息通知,执行业务代码 System.out.println("ConcreteObserverOne 得到通知!"); } } /** * 具体观察者 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class ConcreteObserverTwo implements Observer { @Override public void update() { //获取消息通知,执行业务代码 System.out.println("ConcreteObserverTwo 得到通知!"); } }
- 被观察者
/** * 抽象目标类 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public interface Subject { void attach(Observer observer); void detach(Observer observer); void notifyObservers(); } /** * 具体目标类 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class ConcreteSubject implements Subject { //定义集合,存储所有观察者对象 private ArrayList observers = new ArrayList(); //注册方法,向观察者集合中增加一个观察者 @Override public void attach(Observer observer) { observers.add(observer); } //注销方法,用于从观察者集合中删除一个观察者 @Override public void detach(Observer observer) { observers.remove(observer); } //通知方法 @Override public void notifyObservers() { //遍历观察者集合,调用每一个观察者的响应方法 for (Observer obs : observers) { obs.update(); } } }
- 测试类
public class Client { public static void main(String[] args) { //创建目标类(被观察者) ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); //注册观察者类,可以注册多个 subject.attach(new ConcreteObserverOne()); subject.attach(new ConcreteObserverTwo()); //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。 subject.notifyObservers(); } }
4 观察者模式应用实例
1 ) 未使用设计模式
/** * 模拟买房摇号服务 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class DrawHouseService { //摇号抽签 public String lots(String uId){ if(uId.hashCode() % 2 == 0){ return "恭喜ID为: " + uId + " 的用户,在本次摇号中中签! !"; }else{ return "很遗憾,ID为: " + uId + "的用户,您本次未中签! !"; } } } public class LotteryResult { private String uId; // 用户id private String msg; // 摇号信息 private Date dataTime; // 业务时间 //get&set..... } /** * 开奖服务接口 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public interface LotteryService { //摇号相关业务 public LotteryResult lottery(String uId); } /** * 开奖服务 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class LotteryServiceImpl implements LotteryService { //注入摇号服务 private DrawHouseService houseService = new DrawHouseService(); @Override public LotteryResult lottery(String uId) { //摇号 String result = houseService.lots(uId); //发短信 System.out.println("发送短信通知用户ID为: " + uId + ",您的摇号结果如下: " + result); //发送MQ消息 System.out.println("记录用户摇号结果(MQ), 用户ID:" + uId + ",摇号结果:" + result); return new LotteryResult(uId,result,new Date()); } } @Test public void test1(){ LotteryService ls = new LotteryServiceImpl(); String result = ls.lottery("1234567887654322"); System.out.println(result); }
1 ) 使用观察者模式进行优化
- 事件监听
/** * 事件监听接口 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public interface EventListener { void doEvent(LotteryResult result); } /** * 短信发送事件 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class MessageEventListener implements EventListener { @Override public void doEvent(LotteryResult result) { System.out.println("发送短信通知用户ID为: " + result.getuId() + ",您的摇号结果如下: " + result.getMsg()); } } /** * MQ消息发送事件 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class MQEventListener implements EventListener { @Override public void doEvent(LotteryResult result) { System.out.println("记录用户摇号结果(MQ), 用户ID:" + result.getuId() + ",摇号结果:" + result.getMsg()); } }
事件处理
/** * 事件处理类 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class EventManager { public enum EventType{ MQ,Message } //监听器集合 Map listeners = new HashMap(); public EventManager(Enum... operations) { for (Enum operation : operations) { this.listeners.put(operation,new ArrayList()); } } /** * 订阅 * @param eventType 事件类型 * @param listener 监听 */ public void subscribe(Enum eventType, EventListener listener){ List users = listeners.get(eventType); users.add(listener); } /** * 取消订阅 * @param eventType 事件类型 * @param listener 监听 */ public void unsubscribe(Enum eventType,EventListener listener){ List users = listeners.get(eventType); users.remove(listener); } /** * 通知 * @param eventType 事件类型 * @param result 结果 */ public void notify(Enum eventType, LotteryResult result){ List users = listeners.get(eventType); for (EventListener listener : users) { listener.doEvent(result); } }
摇号业务处理
/** * 开奖服务接口 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public abstract class LotteryService{ private EventManager eventManager; public LotteryService(){ //设置事件类型 eventManager = new EventManager(EventManager.EventType.MQ, EventManager.EventType.Message); //订阅 eventManager.subscribe(EventManager.EventType.Message,new MessageEventListener()); eventManager.subscribe(EventManager.EventType.MQ,new MQEventListener()); } public LotteryResult lotteryAndMsg(String uId){ LotteryResult result = lottery(uId); //发送通知 eventManager.notify(EventManager.EventType.Message,result); eventManager.notify(EventManager.EventType.MQ,result); return result; } public abstract LotteryResult lottery(String uId); } /** * 开奖服务 * @author spikeCong * @date 2022/10/11 **/ public class LotteryServiceImpl extends LotteryService { //注入摇号服务 private DrawHouseService houseService = new DrawHouseService(); @Override public LotteryResult lottery(String uId) { //摇号 String result = houseService.lots(uId); return new LotteryResult(uId,result,new Date()); } }
测试
@Test public void test2(){ LotteryService ls = new LotteryServiceImpl(); LotteryResult result = ls.lotteryAndMsg("1234567887654322"); System.out.println(result); }
5 观察者模式总结
1) 观察者模式的优点
- 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】
2) 观察者模式的缺点
- 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
3 ) 观察者模式常见的使用场景
- 当一个对象状态的改变需要改变其他对象时。比如,商品库存数量发生变化时,需要通知商品详情页、购物车等系统改变数量。
- 一个对象发生改变时只想要发送通知,而不需要知道接收者是谁。比如,订阅微信公众号的文章,发送者通过公众号发送,订阅者并不知道哪些用户订阅了公众号。
- 需要创建一种链式触发机制时。比如,在系统中创建一个触发链,A 对象的行为将影响 B 对象,B 对象的行为将影响 C 对象……这样通过观察者模式能够很好地实现。
- 微博或微信朋友圈发送的场景。这是观察者模式的典型应用场景,一个人发微博或朋友圈,只要是关联的朋友都会收到通知;一旦取消关注,此人以后将不会收到相关通知。
- 需要建立基于事件触发的场景。比如,基于 Java UI 的编程,所有键盘和鼠标事件都由它的侦听器对象和指定函数处理。当用户单击鼠标时,订阅鼠标单击事件的函数将被调用,并将所有上下文数据作为方法参数传递给它。
4 ) JDK 中对观察者模式的支持
JDK中提供了Observable类以及Observer接口,它们构成了JDK对观察者模式的支持.
-
java.util.Observer 接口: 该接口中声明了一个方法,它充当抽象观察者,其中声明了一个update方法.
void update(Observable o, Object arg);
-
java.util.Observable 类: 充当观察目标类(被观察类) , 在该类中定义了一个Vector集合来存储观察者对象.下面是它最重要的 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。
-
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。
-
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。
-
- void addObserver(Observer o) 方法:用于将新的观察者对象添加到集合中。
-
- 事件监听
- 测试类
- 被观察者
- 观察者