《设计模式详解》行为型模式 - 观察者模式

简介: 行为型模式 - 观察者模式

行为型模式用于描述程序在运行时复杂的流程控制,即描述多个类或对象之间怎样相互协作共同完成单个对象无法单独完成的任务,它涉及算法与对象间职责的分配。行为型模式分为类行为模式和对象行为模式:

  • 类行为模式:采用继承机制来在类间分派行为
  • 对象行为模式:采用组合或聚合在对象间分配行为

由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足 “合成复用原则”,所以对象行为模式比类行为模式具有更大的灵活性。

行为型模式分为:

  • 模板方法模式
  • 策略模式
  • 命令模式
  • 职责链模式
  • 状态模式
  • ==观察者模式==
  • 中介者模式
  • 迭代器模式
  • 访问者模式
  • 备忘录模式
  • 解释器模式

以上 11 种行为型模式,除了模板方法模式和解释器模式是类行为型模式,其他的全部属于对象行为型模式。

6.6 观察者模式

6.6.1 概述

观察者模式:又被称为 发布 - 订阅(Publish / Subscribe)模式,它定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态变化时,会通知所有的观察者对象,使他们能够自动更新自己。

6.6.2 结构

在观察者模式中有如下角色:

  • 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。

6.6.3 案例实现

【例】微信公众号

在使用微信公众号时,大家都会有这样的体验,当你关注的公众号中有新内容更新的话,它就会推送给关注公众号的微信用户端。我们使用观察者模式来模拟这样的场景,微信用户就是观察者,微信公众号是被观察者,有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号。

在这里插入图片描述

抽象观察者

public interface Observer {
    void update(String message);
}

具体观察者:微信用户,实现了更新的方法

public class WeiXinUser implements Observer {
    private String name;
    public WeiXinUser(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + "-" + message);
    }
}

抽象主题角色

public interface Subject {
    // 添加订阅者(添加观察者对象)
    void attach(Observer observer);
    // 删除订阅者
    void detach(Observer observer);
    // 通知订阅者更新消息
    void notify(String message);
}

具体主题角色:微信公众号,里面存储了订阅该公众号的微信用户,并实现了抽象主题中的方法

public class SubscriptionSubject implements Subject {
    // 定义一个集合,用来存储多个观察者对象
    private List<Observer> weiXinUserList = new ArrayList<>();

    public void attach(Observer observer) {
        weiXinUserList.add(observer);
    }

    public void detach(Observer observer) {
        weiXinUserList.remove(observer);
    }

    public void notify(String message) {
        for (Observer observer : weiXinUserList) {
            // 调用观察者对象中的update方法
            observer.update(message);
        }
    }
}

测试类:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 1,创建公众号对象
        SubscriptionSubject subject = new SubscriptionSubject();
        // 2,订阅公众号
        subject.attach(new WeiXinUser("孙悟空"));
        subject.attach(new WeiXinUser("猪悟能"));
        subject.attach(new WeiXinUser("沙悟净"));
        // 3,公众号更新,发出消息给订阅者(观察者对象)
        subject.notify("传智黑马的专栏更新了!");
    }
}
孙悟空-传智黑马的专栏更新了!
猪悟能-传智黑马的专栏更新了!
沙悟净-传智黑马的专栏更新了!

6.6.4 优缺点

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】。

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。

6.6.5 使用场景

  • 对象间存在一对多关系,一个对象的状态发生改变会影响其他对象。
  • 当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面时。

6.6.6 JDK 提供的实现 - Observable

该类在 JDK9 中被弃用

在 Java 中,通过 java.util.Observable 类和 java.util.Observer 接口定义了观察者模式,只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。

Observable 类:抽象目标类(被观察者),它有一个 Vector 集合成员变量,用于保存所有要通知的观察者对象。

  • 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。

Observer 接口:抽象观察者,它监视目标对象的变化,当目标对象发生变化时,观察者得到通知,并调用 update 方法,进行相应的工作。

示例

【例】警察抓小偷

警察抓小偷也可以使用观察者模式来实现,警察是观察者,小偷是被观察者。

小偷是一个被观察者,所以需要继承 Observable 类:

@Data
public class Thief extends Observable {
    private String name;

    public Thief(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void steal() {
        System.out.println("小偷:我偷东西了,有没有人来抓我!!!");
        super.setChanged(); // changed  = true
        super.notifyObservers();
    }
}

警察是一个观察者,所以需要让其实现 Observer 接口:

@Data
public class Policemen implements Observer {

    private String name;

    public Policemen(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("警察:" + ((Thief) o).getName() + ",我已经盯你很久了!!!");
    }
}

客户端:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建小偷对象
        Thief t = new Thief("隔壁老王");
        // 创建警察对象
        Policemen p = new Policemen("小李");
        // 让警察盯着小偷
        t.addObserver(p);
        // 小偷偷东西
        t.steal();
    }
}
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