java设计模式-观察者模式
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fengsehng 发表于1年前
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定义:

使用head First 设计模式中提到的说法

观察者模式定义了一个一对多的依赖关系,让一个或多个观察者对象监听一个主题对象。这样一来,当被观察者状态发生改变时,需要通知相应的观察者,使这些观察者对象能够自动更新。

简介:

观察者模式(Observer)完美的将观察者和被观察的对象分离开。举个例子,用户界面可以作为一个观察者,业务数据是被观察者,用户界面观察业务数据的变化,发现数据变化后,就显示在界面上。

面向对象设计的一个原则是:

系统中的每个类将重点放在某一个功能上,而不是其他方面。一个对象只做一件事情,并且将他做好。观察者模式在模块之间划定了清晰的界限,提高了应用程序的可维护性和重用性。

观察者设计模式定义了对象间的一种一对多的依赖关系,以便一个对象的状态发生变化时,所有依赖于它的对象都得到通知并自动刷新。

实现方式

实现观察者模式的时候要注意,观察者和被观察对象之间的互动关系不能体现成类之间的直接调用,否则就将使观察者和被观察对象之间紧密的耦合起来,从根本上违反面向对象的设计的原则。无论是观察者“观察”观察对象,还是被观察者将自己的改变“通知”观察者,都不应该直接调用。

组成元素:

主题

主题是观察者观察的对象,一个主题必须具备下面三个特征。

持有监听的观察者的引用
支持增加和删除观察者
主题状态改变,通知观察者

观察者

当主题发生变化,收到通知进行具体的处理是观察者必须具备的特征。

1.自定义实现例子:

这里写图片描述

代码:(使用了泛型和反射)

//观察者,需要用到观察者模式的类需实现此接口
public interface Observer{
    void update(Object...objs);
}

//被观察者(一个抽象类,方便扩展)
public abstract class Observable{

    public final ArrayList<Class<?>> obserList = new ArrayList<Class<?>>();

    /**AttachObserver(通过实例注册观察者) *<b>Notice:</b>obcan'tbenull,oritwillthrowNullPointerException **/
    public<T> void registerObserver(T ob){
        if(ob==null) throw new NullPointerException();
        this.registerObserver(ob.getClass());
    }

    /** *AttachObserver(通过Class注册观察者) *@paramcls */
    public void registerObserver(Class<?> cls){
        if(cls==null) throw new NullPointerException();
        synchronized(obserList){
            if(!obserList.contains(cls)){
                obserList.add(cls);
            }
        }
    }

    /**UnattachObserver(注销观察者) *<b>Notice:</b> *<b>ItreverseswithattachObserver()method</b> **/
    public<T>void unRegisterObserver(Tob){
        if(ob==null) throw new NullPointerException();
        this.unRegisterObserver(ob.getClass());
    }

    /**UnattachObserver(注销观察者,有时候在未获取到实例使用) *<b>Notice:</b> *<b>ItreverseswithattachObserver()method</b> **/
    public void unRegisterObserver(Class<?>cls){
        if(cls==null) throw new NullPointerException();
        synchronized(obserList){
            Iterator<Class<?>>iterator=obserList.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
                if(iterator.next().getName().equals(cls.getName())){
                    iterator.remove();
                    break;
                }
            }
        }
    }

    /**detachallobservers*/
    public void unRegisterAll(){
        synchronized(obserList){
            obserList.clear();
        }
    }

    /**Ruturnthesizeofobservers*/
    public int countObservers(){
        synchronized(obserList){
            returnobserList.size();
        }
    }

    /** *notify all observer(通知所有观察者,在子类中实现) *@paramobjs */
    public abstract void notifyObservers(Object... objs);

    /** *notify one certain observer(通知某一个确定的观察者) *@paramcls *@paramobjs */
    public abstract void notifyObserver(Class<?> cls, Object... objs);

    /** *notifyonecertainobserver *@paramcls *@paramobjs */
    public abstract<T> void notifyObserver(T t, Object... objs);
}

//目标被观察者
public class ConcreteObservable extends Observable{

    private static ConcreteObservableinstance = null;
    private ConcreteObservable(){};
    public static synchronized ConcreteObservablegetInstance(){
        if(instance == null){
            instance=newConcreteObservable();
        }
        returninstance;
    }

    @Override
    public <T> void notifyObserver(T t, Object... objs){
        if(t == null) throw new NullPointerException();
        this.notifyObserver(t.getClass(), objs);
    }

    @Override
    public void notifyObservers(Object... objs){
        for(Class<?>cls : obserList){
            this.notifyObserver(cls, objs);
        }
    }


    //通过java反射机制实现调用
    @Override
    public void notifyObserver(Class<?>cls, Object...objs){
        if(cls == null) throw new NullPointerException();
        Method[] methods = cls.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods){
            if(method.getName().equals("update")){
                try{
                    method.invoke(cls,objs);
                    break;
                }catch(IllegalArgumentException e){
                    e.printStackTrace();
                }catch(IllegalAccessException e){
                    e.printStackTrace();
                }catch(InvocationTargetException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

//使用(实现Observer接口)
public class Text extends Activity implements Observer{
    publicvoidonCreate(...){
        ConcreteObservable.getInstance().registerObserver(Text.class);
        ....
    }

    //实现接口处理
    publicvoidupdate(Object...objs){
        //做操作,比如更新数据,更新UI等
    }
}

2.java内置的实现方式:

java.util.Observable 这是一个类,而非接口,主题需要继承这个类。

java.util.Observer 这是一个接口,监听者需要实现这个接口。

代码:

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class MainRoot {
  public static void main(String[] args) {
      Observer consumer = new Consumer();
      MilkProvider provider = new MilkProvider();
      provider.addObserver(consumer);
      provider.milkProduced();
  }

  static class MilkProvider extends Observable {
      public void milkProduced() {
          setChanged();//状态改变,必须调用
          notifyObservers();
      }
  }

  static class Consumer implements Observer {
      @Override
      public void update(Observable arg0, Object arg1) {
          System.out.println("Consumer update..." + arg0 + ";arg1=" + arg1);
      }
  }
}

setChange讲解

源代码:

protected synchronized void setChanged() {
    changed = true;
}

setChange的意义:

1.筛选有效通知,只有有效通知可以调用setChanged。比如,我的微信朋友圈一条状态,好友A点赞,后续该状态的点赞和评论并不是每条都通知A,只有A的好友触发的操作才会通知A。

2.便于撤销通知操作,在主题中,我们可以设置很多次setChanged,但是在最后由于某种原因需要取消通知,我们可以使用clearChanged轻松解决问题。

3.主动权控制,由于setChanged为protected,而notifyObservers方法为public,这就导致存在外部随意调用notifyObservers的可能,但是外部无法调用setChanged,因此真正的控制权应该在主题这里。

如何主动获取通知:

需要主题为某些数据提供getter方法,观察者只需调用getter取数据处理即可。

代码:

static class MilkProvider extends Observable {
    public void milkProduced() {
      setChanged();//状态改变,必须调用
      notifyObservers();
    }

    public float getPrice() {
      return 2.5f;
    }
  }

  static class Consumer implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable arg0, Object arg1) {
        MilkProvider provider = (MilkProvider)arg0;
        System.out.println("milk price =" + provider.getPrice());
    }
  }

观察者模式的优点:

1.观察者增加或删除无需修改主题的代码,只需调用主题对应的增加或者删除的方法即可。

2.主题只负责通知观察者,但无需了解观察者如何处理通知。

3.观察者只需等待主题通知,无需观察主题相关的细节。

4.由于被动接受,正常情况下不会错过主题的改变通知。而主动获取的话,由于时机选取问题,可能导致错过某些状态。

缺点:

1.主题持有观察者的引用,如果未正常处理从主题中删除观察者,会导致观察者无法被回收。

2.如果观察者具体实现代码有问题,会导致主题和观察者对象形成循环引用,在某些采用引用计数的垃圾回收器可能导致无法回收。

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参考:

http://baike.baidu.com/view/1854779.htm
http://droidyue.com/blog/2015/06/27/desgign-pattern-observer/index.html

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