觀察者模式

一、觀察者模式概述

定義：

觀察者模式（Observer Pattern）:定義對象之間的一種一對多的依賴關系，使得每當一個對象狀態發生改變時，其相關依賴對象皆得到通知並被自動更新。別名有：發布-訂閱（Publish/Subscribe）模式、模型-視圖（Model/View）模式、源-監聽器（Source/Listener）模式、從屬者（Dependents）模式。

4個角色：

Subject(目標)：被觀察的對象。維護觀察者集合（增刪），定義通知觀察者方法notify()。

ConcreteSubject(具體目標)：包含經常發生改變的數據，變化時，觸發notify所有觀察者。

Observer(觀察者)：接口聲明update()更新方法

ConcreteObserver(具體觀察者)：維護一個指向具體目標對象的引用，存儲關心的數據，當具體目標數據變化時觸發update()，更新數據以保持和目標數據一致。

二、JDK對觀察者模式的支持

如上圖所示，由於觀察者模式被多次使用， JDK源碼就封裝在rt.jar里面的java.util包下面，和頂級類Objects、各種java集合在一個級別，這種待遇驚呆了我。看來不好好剖析一下是不行了。

1.Observable類

充當觀察目標類，用Vector集合來存儲觀察者（預留一張飛機票：Vector集合詳解）。

封裝方法：增加、刪除觀察者、維護是否變化、通知觀察者。（值得一提的是這些方法全部用synchronized修飾解決了並發臟數據問題）

2.Observer接口

充當抽象觀察者，聲明了一個update接口，當觀察目標Observable的子類發生變化時，調用notifyObservers方法通知觀察者，執行具體觀察者實現類中的update方法。

3.測試一下：

package designPatterns.observerPattern;

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

/**
 * 
 * @ClassName:MyObserver
 * @Description:觀察者
 * @author denny.zhang
 * @date 2018年1月23日上午10:50:13
 */
public class MyObserver implements Observer {

    private String name;

    public MyObserver(Observable o, String name) {
        o.addObserver(this);
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("觀察者" + name + "觸發更新！arg=" + arg + ",目標的觀察者數量=" + o.countObservers());
    }

}

package designPatterns.observerPattern;

import java.util.Observable;

/**
 * 
 * @ClassName:MyObserverable
 * @Description:觀察目標
 * @author denny.zhang
 * @date 2018年1月23日上午10:45:26
 */
public class MyObserverable extends Observable {
    //觀察目標初始數據
    private String data = "data0";

    public String getData() {
        return data;
    }

    public void setData(String data) {
        //如果數據變化了
        if (!this.data.equals(data)) {
            this.data = data;
            setChanged();//置變化狀態為true
        }
        notifyObservers(data);//通知所有觀察者
    }

}

package designPatterns.observerPattern;

/**
 * 
 * @ClassName:MyTest
 * @Description:利用JDK自帶觀察者Observer接口和，目標Observable類，測試樣例。
 * @author denny.zhang
 * @date 2018年1月23日下午12:49:53
 */
public class MyTest {

    public static void main(String[] args) {
        //構造觀察目標
        MyObserverable observerable = new MyObserverable();
        //構造2個觀察者實現類:添加觀察者進觀察目標
        MyObserver observer1 = new MyObserver(observerable, "1");
        MyObserver observer2 = new MyObserver(observerable, "2");
        System.out.println("===1.目標初始值=" + observerable.getData());
        System.out.println("===2.給目標設置不同值[data1],看觀察者是否觸發更新！==========");
        //設置目標值
        observerable.setData("data1");
        System.out.println("===3.給目標設置想同值[data1],看觀察者是否觸發更新！==========");
        //設置目標相同值
        observerable.setData("data1");
    }
}

運行結果：

===1.目標初始值=data0
===2.給目標設置不同值[data1]，看觀察者是否觸發更新！==========
觀察者2觸發更新！arg=data1,目標的觀察者數量=2
觀察者1觸發更新！arg=data1,目標的觀察者數量=2
===3.給目標設置想同值[data1]，看觀察者是否觸發更新！==========

看上面運行結果，初始data=data0,當觀察者目標設置data1時，setChanged()觸發Observable類變量changed=true,然后觸發notifyObservers()通知所有的觀察者，執行update方法。如下圖：

public void notifyObservers(Object arg) {
        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {
            if (!changed)//如果沒變化，直接返回
                return;
            arrLocal = obs.toArray();//如果變化了，重新獲取觀察者數組
            clearChanged();//關閉變化
        }
        //遍歷所有觀察者，觸發更新方法
        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    }

三、應用實例

1.java事件驅動模型

JDK1.1后的版本中，事件驅動模型采用基於觀察者模式的委派事件模型（Delegation Event Model,DEM），即把事件委派給獨立的事件處理對象（Listener）。

分3個角色：

1）事件發布者（事件源）：Event Source,充當觀察者模式的觀察目標

2）事件對象：Event Object

3）事件監聽器：Event Listener，充當觀察者模式的觀察者

如下圖所示，就是一個典型的DEM模型，Spring-context源碼包，具體應用是在Spring-boot容器啟動流程中觸發各種6種定義好的事件。用戶可以實現接口：ApplicationListener<ApplicationReadyEvent>（不一定是ApplicationReadyEvent，共定義了6種事件），然后復寫onApplicationEvent方法，實現自己的業務邏輯。飛機票：spring boot容器啟動詳解

2.MVC架構

MVC（Model-View-Controller）架構是當前流行架構之一，也應用了觀察者模式。角色如下：

1.模型(Model):充當觀察目標

2.視圖(View):充當觀察者

3.控制器(Controller)

這里更多的是一種思想，暫時還沒找到Spring MVC源碼來支撐。

四、總結

1.優點

1）把觀察目標和觀察者之間建立一個抽象的耦合， 觀察目標只需要維護觀察者集合即可，並不依賴於觀察者。

2）滿足開閉原則，新增觀察者無需修改觀察目標代碼。

3）支持廣播通信，觀察目標會通知所有觀察者。實現了1對多通信。

2.缺點

1）如果觀察者過多，會影響觀察目標的性能。因為需要通知所有觀察者。

2）觀察模式不可濫用，過多導致程序邏輯復雜，分析問題難度增加。

3.適用場景

適合某些"交互定義良好"的場合使用，例如：

1）一個對象的改變導致其它一個或者多個對象也發生改變，且並不知道有多少個對象需要發生改變。

2）一個抽象模型有2個方面，其中一個方面依賴另一個方面，獨立封裝為2個對象，使它們各自獨立的改變和復用。