Android 设计模式 之 观察者模式
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李光正 发表于2年前
Android 设计模式 之 观察者模式
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  1. /* 
  2.  * 观察者模式 
  3.  *      定义对象间的一种一个(Subject)对多(Observer)的依赖关系,当一个对象的状态发送改变时,所以依赖于它的 
  4.  * 对象都得到通知并被自动更新 
  5.  *  
  6.  * 当然,MVC只是Observer模式的一个实例。Observer模式要解决的问题为: 
  7.  * 建立一个一(Subject)对多(Observer)的依赖关系,并且做到当“一”变化的时候, 
  8.  * 依赖这个“一”的多也能够同步改变。最常见的一个例子就是:对同一组数据进行统计分析时候, 
  9.  * 我们希望能够提供多种形式的表示(例如以表格进行统计显示、柱状图统计显示、百分比统计显示等)。 
  10.  * 这些表示都依赖于同一组数据,我们当然需要当数据改变的时候,所有的统计的显示都能够同时改变。 
  11.  * Observer模式就是解决了这一个问题。 
  12.  *  
  13.  * 适用性: 
  14.  *      1. 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 
  15.  *      将这两者封装成独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和服用 
  16.  *  
  17.  *      2. 当对一个对象的改变需要同时改变其他对象,而不知道具体有多少对象有待改变 
  18.  *  
  19.  *      3. 当一个对象必须通知其它对象,而它又不能假定其它对象是谁 
  20.  *  
  21.  * 参与者: 
  22.  *      1. Subject(目标) 
  23.  *      目标知道它的观察者,可以有任意多个观察者观察同一个目标 
  24.  *      提供注册和删除观察者对象的接口 
  25.  *  
  26.  *      2. Observer(观察者) 
  27.  *      为那些在目标发生改变时需获得通知的对象定义个更新的接口 
  28.  *  
  29.  *      3. ConcreteSubject(具体目标) 
  30.  *      将有关状态存入各ConcreteObserver对象 
  31.  *      当它的状态发送改变时,向它的各个观察者发出通知 
  32.  *  
  33.  *      4. ConcreteObserver(具体观察者) 
  34.  *      维护一个指向ConcreteObserver对象的引用 
  35.  *      存储有关状态,这些状态应与目标的状态保持一致 
  36.  *      实现Observer的更新接口是自身状态与目标的状态保持一致 
  37.  *       
  38.  *  
  39.  * */  

有空我将把UML图补上。


下面看看Android使用到的观察者模式.

观察者(DataSetObserver),目标(Observable<T>),具体目标(DataSetObserverable)

Observer(观察者),DataSetObserver抽象2个方法,一个是观察数据改变的方法,一个是观察数据变成无效(或者不可用)时的方法。

源码路径:framework/base/core/java/android/database/DataSetObserver.java

  1. package android.database;  
  2.   
  3. /** 
  4.  * Receives call backs when a data set has been changed, or made invalid. The typically data sets 
  5.  * that are observed are {@link Cursor}s or {@link android.widget.Adapter}s. 
  6.  * DataSetObserver must be implemented by objects which are added to a DataSetObservable. 
  7.  */  
  8. public abstract class DataSetObserver {  
  9.     /** 
  10.      * This method is called when the entire data set has changed, 
  11.      * most likely through a call to {@link Cursor#requery()} on a {@link Cursor}. 
  12.      */  
  13.     public void onChanged() {  
  14.         // Do nothing  
  15.     }  
  16.   
  17.     /** 
  18.      * This method is called when the entire data becomes invalid, 
  19.      * most likely through a call to {@link Cursor#deactivate()} or {@link Cursor#close()} on a 
  20.      * {@link Cursor}. 
  21.      */  
  22.     public void onInvalidated() {  
  23.         // Do nothing  
  24.     }  
  25. }  

Subject(目标),Observable<T>是一个泛型的抽象类,主要功能是注册和撤销observer。

源码路径:framework/base/core/java/android/database/Observable.java

  1. package android.database;  
  2.   
  3. import java.util.ArrayList;  
  4.   
  5. /** 
  6.  * Provides methods for (un)registering arbitrary observers in an ArrayList. 
  7.  */  
  8. public abstract class Observable<T> {  
  9.     /** 
  10.      * The list of observers.  An observer can be in the list at most 
  11.      * once and will never be null. 
  12.      */  
  13.     protected final ArrayList<T> mObservers = new ArrayList<T>();  
  14.   
  15.     /** 
  16.      * Adds an observer to the list. The observer cannot be null and it must not already 
  17.      * be registered. 
  18.      * @param observer the observer to register 
  19.      * @throws IllegalArgumentException the observer is null 
  20.      * @throws IllegalStateException the observer is already registered 
  21.      */  
  22.     public void registerObserver(T observer) {  
  23.         if (observer == null) {  
  24.             throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");  
  25.         }  
  26.         synchronized(mObservers) {  
  27.             if (mObservers.contains(observer)) {  
  28.                 throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " is already registered.");  
  29.             }  
  30.             mObservers.add(observer);  
  31.         }  
  32.     }  
  33.   
  34.     /** 
  35.      * Removes a previously registered observer. The observer must not be null and it 
  36.      * must already have been registered. 
  37.      * @param observer the observer to unregister 
  38.      * @throws IllegalArgumentException the observer is null 
  39.      * @throws IllegalStateException the observer is not yet registered 
  40.      */  
  41.     public void unregisterObserver(T observer) {  
  42.         if (observer == null) {  
  43.             throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");  
  44.         }  
  45.         synchronized(mObservers) {  
  46.             int index = mObservers.indexOf(observer);  
  47.             if (index == -1) {  
  48.                 throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " was not registered.");  
  49.             }  
  50.             mObservers.remove(index);  
  51.         }  
  52.     }  
  53.       
  54.     /** 
  55.      * Remove all registered observer 
  56.      */  
  57.     public void unregisterAll() {  
  58.         synchronized(mObservers) {  
  59.             mObservers.clear();  
  60.         }          
  61.     }  
  62. }  


ConcreateSubject(具体目标),实现的方法同Oberver一样,只不过它是通知ArrayList<Observer>下的每个Oberver去执行各自的action。

源码路径:framework/base/core/java/android/database/DataSetObservable.java

  1. package android.database;  
  2.   
  3. /** 
  4.  * A specialization of Observable for DataSetObserver that provides methods for 
  5.  * invoking the various callback methods of DataSetObserver. 
  6.  */  
  7. public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {  
  8.     /** 
  9.      * Invokes onChanged on each observer. Called when the data set being observed has 
  10.      * changed, and which when read contains the new state of the data. 
  11.      */  
  12.     public void notifyChanged() {  
  13.         synchronized(mObservers) {  
  14.             // since onChanged() is implemented by the app, it could do anything, including  
  15.             // removing itself from {@link mObservers} - and that could cause problems if  
  16.             // an iterator is used on the ArrayList {@link mObservers}.  
  17.             // to avoid such problems, just march thru the list in the reverse order.  
  18.             for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {  
  19.                 mObservers.get(i).onChanged();  
  20.             }  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24.     /** 
  25.      * Invokes onInvalidated on each observer. Called when the data set being monitored 
  26.      * has changed such that it is no longer valid. 
  27.      */  
  28.     public void notifyInvalidated() {  
  29.         synchronized (mObservers) {  
  30.             for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {  
  31.                 mObservers.get(i).onInvalidated();  
  32.             }  
  33.         }  
  34.     }  
  35. }  

ConcreateObserver(具体观察者),具体观察者的任务是实实在在执行action的类,一般由开发者根据实际情况,自己实现。android也有实现的例子

源码路径:

framework/base/core/java/android/widget/AbsListView.java

  1. class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {  
  2.     @Override  
  3.     public void onChanged() {  
  4.         super.onChanged();  
  5.         if (mFastScroller != null) {  
  6.             mFastScroller.onSectionsChanged();  
  7.         }  
  8.     }  
  9.   
  10.     @Override  
  11.     public void onInvalidated() {  
  12.         super.onInvalidated();  
  13.         if (mFastScroller != null) {  
  14.             mFastScroller.onSectionsChanged();  
  15.         }  
  16.     }  
  17. }  


framework/base/core/java/android/widget/AdapterView.java
  1. class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {  
  2.   
  3.     private Parcelable mInstanceState = null;  
  4.   
  5.     @Override  
  6.     public void onChanged() {  
  7.         mDataChanged = true;  
  8.         mOldItemCount = mItemCount;  
  9.         mItemCount = getAdapter().getCount();  
  10.         if (DBG) {  
  11.             Xlog.d(TAG, "AdapterView onChanged: mOldItemCount = " + mOldItemCount  
  12.                     + ",mItemCount = " + mItemCount + ",getAdapter() = " + getAdapter()  
  13.                     + ",AdapterView = " + AdapterView.thisnew Throwable("onChanged"));  
  14.         }  
  15.   
  16.         // Detect the case where a cursor that was previously invalidated has  
  17.         // been repopulated with new data.  
  18.         if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null  
  19.                 && mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {  
  20.             AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);  
  21.             mInstanceState = null;  
  22.         } else {  
  23.             rememberSyncState();  
  24.         }  
  25.         checkFocus();  
  26.         requestLayout();  
  27.     }  
  28.   
  29.     @Override  
  30.     public void onInvalidated() {  
  31.         mDataChanged = true;  
  32.           
  33.         if (DBG) {  
  34.             Xlog.d(TAG, "AdapterView onInvalidated: mOldItemCount = " + mOldItemCount  
  35.                     + ",mItemCount = " + mItemCount + ",getAdapter() = " + getAdapter()  
  36.                     + ",AdapterView = " + AdapterView.thisnew Throwable("onInvalidated"));  
  37.         }  
  38.   
  39.         if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds()) {  
  40.             // Remember the current state for the case where our hosting activity is being  
  41.             // stopped and later restarted  
  42.             mInstanceState = AdapterView.this.onSaveInstanceState();  
  43.         }  
  44.   
  45.         // Data is invalid so we should reset our state  
  46.         mOldItemCount = mItemCount;  
  47.         mItemCount = 0;  
  48.         mSelectedPosition = INVALID_POSITION;  
  49.         mSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;  
  50.         mNextSelectedPosition = INVALID_POSITION;  
  51.         mNextSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;  
  52.         mNeedSync = false;  
  53.   
  54.         checkFocus();  
  55.         requestLayout();  
  56.     }  
  57.   
  58.     public void clearSavedState() {  
  59.         mInstanceState = null;  
  60.     }  
  61. }  

实例:

型运用是大家熟悉的BaseAdapter,BaseAdapter关联了一个DataSetObservable对象,并实现registerDataSetObserver和unregisterDataSetObserver两个方法实现注册和撤销Observer,方法notifyDataSetChanged间接调用Observer的实现者的onChange()方法,以达到通知数据改变的作用。使用ListView和BaseAdapter组合时,当BaseAdapter的item改变时,我们经常会调用notifyDataSetChanged(),通知Listview刷新。

但是,但是,但是,我们从来没有调用BaseAdapter的registerDataSetObserver(DataSetObserver observer)注册Observer,那么Listview如何接收到通知,并执行刷新动作呢?

我们来看看ListView做了什么

  1. /** 
  2.  * Sets the data behind this ListView. 
  3.  * 
  4.  * The adapter passed to this method may be wrapped by a {@link WrapperListAdapter}, 
  5.  * depending on the ListView features currently in use. For instance, adding 
  6.  * headers and/or footers will cause the adapter to be wrapped. 
  7.  * 
  8.  * @param adapter The ListAdapter which is responsible for maintaining the 
  9.  *        data backing this list and for producing a view to represent an 
  10.  *        item in that data set. 
  11.  * 
  12.  * @see #getAdapter()  
  13.  */  
  14. @Override  
  15. public void setAdapter(ListAdapter adapter) {  
  16.     if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {  
  17.         mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);  
  18.     }  
  19.   
  20.     resetList();  
  21.     mRecycler.clear();  
  22.   
  23.     if (mHeaderViewInfos.size() > 0|| mFooterViewInfos.size() > 0) {  
  24.         mAdapter = new HeaderViewListAdapter(mHeaderViewInfos, mFooterViewInfos, adapter);  
  25.     } else {  
  26.         mAdapter = adapter;  
  27.     }  
  28.   
  29.     mOldSelectedPosition = INVALID_POSITION;  
  30.     mOldSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;  
  31.   
  32.     // AbsListView#setAdapter will update choice mode states.  
  33.     super.setAdapter(adapter);  
  34.   
  35.     if (mAdapter != null) {  
  36.         mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();  
  37.         mOldItemCount = mItemCount;  
  38.         mItemCount = mAdapter.getCount();  
  39.         checkFocus();  
  40.   
  41.         mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();  
  42.         mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);  
  43.   
  44.         mRecycler.setViewTypeCount(mAdapter.getViewTypeCount());  
  45.   
  46.         int position;  
  47.         if (mStackFromBottom) {  
  48.             position = lookForSelectablePosition(mItemCount - 1false);  
  49.         } else {  
  50.             position = lookForSelectablePosition(0true);  
  51.         }  
  52.         setSelectedPositionInt(position);  
  53.         setNextSelectedPositionInt(position);  
  54.   
  55.         if (mItemCount == 0) {  
  56.             // Nothing selected  
  57.             checkSelectionChanged();  
  58.         }  
  59.     } else {  
  60.         mAreAllItemsSelectable = true;  
  61.         checkFocus();  
  62.         // Nothing selected  
  63.         checkSelectionChanged();  
  64.     }  
  65.   
  66.     requestLayout();  
  67. }  
注意下面3行
  1. mAdapter = adapter;  
  1. mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();  
  2. mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);  
当我们setAdapter(ListAdapter adapter)时,BaseAdapter同时注册了AdapterDataSetObserver(),至于AdapterDataSetObserver是如何通知Listvew和每个子item刷新(invalidate)的,这里涉及到的内容已经超出文章的范围,具体请查看源码。


其实,Android用到DataSetObserver的地方很多,Cursor,WebView,Adapter,...非常之多。
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李光正
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