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觀(guān)察者模式

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

類(lèi)型:行為類(lèi)模式

類(lèi)圖:

http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-design-pattern/images/observer-pattern-1.jpg" alt="observer-pattern" />

在軟件系統中經(jīng)常會(huì )有這樣的需求:如果一個(gè)對象的狀態(tài)發(fā)生改變,某些與它相關(guān)的對象也要隨之做出相應的變化。比如,我們要設計一個(gè)右鍵菜單的功能,只要在軟件的有效區域內點(diǎn)擊鼠標右鍵,就會(huì )彈出一個(gè)菜單;再比如,我們要設計一個(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)對象要時(shí)刻監聽(tīng)著(zhù)另一個(gè)對象,只要它的狀態(tài)一發(fā)生改變,自己隨之要做出相應的行動(dòng)。其實(shí),能夠實(shí)現這一點(diǎn)的方案很多,但是,無(wú)疑使用觀(guān)察者模式是一個(gè)主流的選擇。

觀(guān)察者模式的結構

在最基礎的觀(guān)察者模式中,包括以下四個(gè)角色:

  • 被觀(guān)察者:從類(lèi)圖中可以看到,類(lèi)中有一個(gè)用來(lái)存放觀(guān)察者對象的Vector容器(之所以使用Vector而不使用List,是因為多線(xiàn)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(guān)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(guān)察者對象;detach方法是從容器中移除觀(guān)察者對象;notify方法是依次調用觀(guān)察者對象的對應方法。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),因為很多情況下會(huì )與其他的模式混用,所以使用抽象類(lèi)的情況比較多。
  • 觀(guān)察者:觀(guān)察者角色一般是一個(gè)接口,它只有一個(gè)update方法,在被觀(guān)察者狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),這個(gè)方法就會(huì )被觸發(fā)調用。
  • 具體的被觀(guān)察者:使用這個(gè)角色是為了便于擴展,可以在此角色中定義具體的業(yè)務(wù)邏輯。
  • 具體的觀(guān)察者:觀(guān)察者接口的具體實(shí)現,在這個(gè)角色中,將定義被觀(guān)察者對象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)所要處理的邏輯。

觀(guān)察者模式代碼實(shí)現

    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(guān)察者事件反生");
            this.notifyObserver();
        }
    }
    interface Observer {
        public void update();
    }
    class ConcreteObserver1 implements Observer {
        public void update() {
            System.out.println("觀(guān)察者1收到信息,并進(jìn)行處理。");
        }
    }
    class ConcreteObserver2 implements Observer {
        public void update() {
            System.out.println("觀(guān)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(guān)察者1
            sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //添加觀(guān)察者2
            sub.doSomething();
        }
    }

運行結果

被觀(guān)察者事件反生

觀(guān)察者1收到信息,并進(jìn)行處理。

觀(guān)察者2收到信息,并進(jìn)行處理。

通過(guò)運行結果可以看到,我們只調用了Subject的方法,但同時(shí)兩個(gè)觀(guān)察者的相關(guān)方法都被同時(shí)調用了。仔細看一下代碼,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(guān)察者模式的優(yōu)點(diǎn)

觀(guān)察者與被觀(guān)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,對于兩者來(lái)說(shuō)都比較容易進(jìn)行擴展。

觀(guān)察者模式是一種常用的觸發(fā)機制,它形成一條觸發(fā)鏈,依次對各個(gè)觀(guān)察者的方法進(jìn)行處理。但同時(shí),這也算是觀(guān)察者模式一個(gè)缺點(diǎn),由于是鏈式觸發(fā),當觀(guān)察者比較多的時(shí)候,性能問(wèn)題是比較令人擔憂(yōu)的。并且,在鏈式結構中,比較容易出現循環(huán)引用的錯誤,造成系統假死。

總結

java語(yǔ)言中,有一個(gè)接口Observer,以及它的實(shí)現類(lèi)Observable,對觀(guān)察者角色常進(jìn)行了實(shí)現。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)的朋友都對它們的事件處理感到神奇,了解了觀(guān)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(gè)事件觸發(fā)處理機制的功能,使用觀(guān)察者模式是一個(gè)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(guān)察者模式實(shí)現的。