設(shè)計(jì)模式 觀察者模式

觀察者模式

定義：定義對(duì)象間一種一對(duì)多的依賴(lài)關(guān)系，使得當(dāng)每一個(gè)對(duì)象改變狀態(tài)，則所有依賴(lài)于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新。

類(lèi)型：行為類(lèi)模式

類(lèi)圖：

在軟件系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)有這樣的需求：如果一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變，某些與它相關(guān)的對(duì)象也要隨之做出相應(yīng)的變化。比如，我們要設(shè)計(jì)一個(gè)右鍵菜單的功能，只要在軟件的有效區(qū)域內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，就會(huì)彈出一個(gè)菜單；再比如，我們要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)部署的功能，就像eclipse開(kāi)發(fā)時(shí)，只要修改了文件，eclipse就會(huì)自動(dòng)將修改的文件部署到服務(wù)器中。這兩個(gè)功能有一個(gè)相似的地方，那就是一個(gè)對(duì)象要時(shí)刻監(jiān)聽(tīng)著另一個(gè)對(duì)象，只要它的狀態(tài)一發(fā)生改變，自己隨之要做出相應(yīng)的行動(dòng)。其實(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)的方案很多，但是，無(wú)疑使用觀察者模式是一個(gè)主流的選擇。

觀察者模式的結(jié)構(gòu)

在最基礎(chǔ)的觀察者模式中，包括以下四個(gè)角色：

• 被觀察者：從類(lèi)圖中可以看到，類(lèi)中有一個(gè)用來(lái)存放觀察者對(duì)象的Vector容器（之所以使用Vector而不使用List，是因?yàn)槎嗑€程操作時(shí)，Vector在是安全的，而List則是不安全的），這個(gè)Vector容器是被觀察者類(lèi)的核心，另外還有三個(gè)方法：attach方法是向這個(gè)容器中添加觀察者對(duì)象；detach方法是從容器中移除觀察者對(duì)象；notify方法是依次調(diào)用觀察者對(duì)象的對(duì)應(yīng)方法。這個(gè)角色可以是接口，也可以是抽象類(lèi)或者具體的類(lèi)，因?yàn)楹芏嗲闆r下會(huì)與其他的模式混用，所以使用抽象類(lèi)的情況比較多。
• 觀察者：觀察者角色一般是一個(gè)接口，它只有一個(gè)update方法，在被觀察者狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，這個(gè)方法就會(huì)被觸發(fā)調(diào)用。
• 具體的被觀察者：使用這個(gè)角色是為了便于擴(kuò)展，可以在此角色中定義具體的業(yè)務(wù)邏輯。
• 具體的觀察者：觀察者接口的具體實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)角色中，將定義被觀察者對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所要處理的邏輯。

觀察者模式代碼實(shí)現(xiàn)

    abstract class Subject {
        private Vector obs = new Vector();

        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收到信息，并進(jìn)行處理。");
        }
    }
    class ConcreteObserver2 implements Observer {
        public void update() {
            System.out.println("觀察者2收到信息，并進(jìn)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(yùn)行結(jié)果

被觀察者事件反生

觀察者1收到信息，并進(jìn)行處理。

觀察者2收到信息，并進(jìn)行處理。

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果可以看到，我們只調(diào)用了Subject的方法，但同時(shí)兩個(gè)觀察者的相關(guān)方法都被同時(shí)調(diào)用了。仔細(xì)看一下代碼，其實(shí)很簡(jiǎn)單，無(wú)非就是在Subject類(lèi)中關(guān)聯(lián)一下Observer類(lèi)，并且在doSomething方法中遍歷一下Observer的update方法就行了。

觀察者模式的優(yōu)點(diǎn)

觀察者與被觀察者之間是屬于輕度的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且是抽象耦合的，這樣，對(duì)于兩者來(lái)說(shuō)都比較容易進(jìn)行擴(kuò)展。

觀察者模式是一種常用的觸發(fā)機(jī)制，它形成一條觸發(fā)鏈，依次對(duì)各個(gè)觀察者的方法進(jìn)行處理。但同時(shí)，這也算是觀察者模式一個(gè)缺點(diǎn)，由于是鏈?zhǔn)接|發(fā)，當(dāng)觀察者比較多的時(shí)候，性能問(wèn)題是比較令人擔(dān)憂(yōu)的。并且，在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中，比較容易出現(xiàn)循環(huán)引用的錯(cuò)誤，造成系統(tǒng)假死。

總結(jié)

java語(yǔ)言中，有一個(gè)接口Observer，以及它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)Observable，對(duì)觀察者角色常進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。我們可以在jdk的api文檔具體查看這兩個(gè)類(lèi)的使用方法。

做過(guò)VC++、javascript DOM或者AWT開(kāi)發(fā)的朋友都對(duì)它們的事件處理感到神奇，了解了觀察者模式，就對(duì)事件處理機(jī)制的原理有了一定的了解了。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)事件觸發(fā)處理機(jī)制的功能，使用觀察者模式是一個(gè)不錯(cuò)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(shí)現(xiàn)的。