一、概述
說起觀察者模式，也是比較簡單的一種模式了，稍微工作有1年經驗的同學，寫起來都是666...
想看觀察者模式的說明可以直接上菜鳥教程|觀察者模式這個地址去看。
本篇文章其實就是一個簡單的觀察者模式，只是使用了模板的方式，把我們的回調接口進行了參數化，這樣有什么好處呢？
好處當然是大大的有了。 平時我們在不同業務邏輯之間寫觀察者模式呢，都得寫好多個，大家有沒有發現，所有的被觀察者Subject其實很多操作都是一樣的。
本篇我們帶來兩種觀察者模式：同步觀察者和異步觀察者
1、同步觀察者
顧名思義，同步觀察者其實就是不管是誰，觸發了Subject的Update操作，該操作都是同步進行的，他會調用所有的觀察者(Observer)的OnUpdate接口，來通知Observer處理改變操作。
如效果展示圖中的第一個單次拉取頁簽，當我們點擊拉取按鈕時，就相當於觸發了一次Subject對象的Update操作
2、異步觀察者
異步觀察者模式上和同步觀察者基本一樣，只是在事件處理上有稍微不同
- 執行Update操作是由Subject自己去完成的
- 調用Observer的OnUpdate回調接口時，處於工作線程中
- Subject所有的請求操作都是在工作現場中進行
如效果圖所示，定時拉取觀察者模式，Subject啟動了一個后台線程，3秒鍾拉取一次數據，並回調到界面
二、效果展示
如下圖所示，是一個簡單的觀察者模式事例。
單次拉取：演示了同步觀察者模式
定時拉取：演示了異步觀察者模式
工程結構如圖所示，這里只把頭文件的目錄展示出來了。
實現文件的目錄和頭文件類似，為了截圖方便所以做了隱藏操作。
Header Files目錄下有2個虛擬文件夾，分別就是對單次拉取和定時拉取功能的實踐
下面我們就來正式開始講解這個屌屌的觀察者模式
三、同步觀察者
1、首先就是定義一堆接口和回調參數
struct DataItem
{
std::string strID;
std::string strName;
};
typedef IUpdate1<DataItem> ISignalObserver;
//單次回調
struct ISignal : public SubjectBase<ISignalObserver>
{
virtual void RequestData() = 0;
};
2、業務觀察者
這里我定義了一個SignalResponse業務觀察者，也就是我們在開發工程中的實際功能類。
class SignalResponse : public ISignal
{
public:
SignalResponse();
~SignalResponse();
public:
virtual void RequestData() override;
private:
};
3、獲取觀察者指針*
通過一個門面接口獲取觀察者指針
- 調用ISignal的Attach接口，就可以把自己添加到觀察者列表。
- 調用ISignal的RequestData接口，就可以拉取數據。
- 調用ISignal的Detach接口，就可以把自己從觀察者列表中移除。
ISignal * GetSignalCommon();
4、UI界面
接下來就是寫一個UI界面啦，當我們通過上一步調用拉取數據接口后，我們的UI上相應的OnUpdate接口就會被回調
class SignalWidget : public QWidget, public ISignalObserver
{
Q_OBJECT
public:
SignalWidget(QWidget * parent = 0);
~SignalWidget();
protected:
virtual void OnUpdate(const DataItem &) override;
private slots:
void on_pushButton_clicked();
private:
Ui::SignalWidget *ui;
};
通過以上四步，就可以很方便的實現一個現在業務中的觀察者，是不是很簡單呢，編寫過程中，需要完成這幾個地方
- 需要定義我們回調函數的參數結構
- 需要實例化一個被觀察者接口類
- 實例化一個業務觀察者
- 做一個UI界面，並集成第二步實例化的被觀察者的模板參數(接口類)
注意看這里的ISignalObserver，是不是很眼熟，其實他就是我們的模板被觀察者SubjectBase的模板參數。
講到這里，大家是不是都很關心這個模板觀察者到底是何方神聖，居然這么叼。那么接下來就是模板SubjectBase出場啦。。。
下面我直接給出代碼，學過C++的同學閱讀起來應該都不難。
覺着難了就多讀幾遍
template <typename T>
struct ISubject
{
virtual void Attach(T * pObserver) = 0;
virtual void Detach(T * pObserver) = 0;
};
template <typename P>
struct IUpdate1
{
virtual void OnUpdate(const P& data) = 0;
};
template <typename P1, typename P2>
struct IUpdate2
{
virtual void OnUpdate2(const P1 & p1, const P2 & p2) = 0;
};
template <typename P>
struct IUpdate1_P
{
virtual void OnUpdate(const P * data) = 0;
};
template <typename T>
struct SubjectBase
{
public:
virtual void Attach(T * pObserver)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
#ifdef _DEBUG
if (m_observers.end() != std::find(m_observers.begin(), m_observers.end(), pObserver))
{
assert(false);
}
#endif // _DEBUG
m_observers.push_back(pObserver);
}
virtual void Detach(T * pObserver)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
auto it = std::find(m_observers.begin(), m_observers.end(), pObserver);
if (it != m_observers.end())
{
m_observers.erase(it);
}
else
{
assert(false);
}
}
//protected:
template <typename P>
void UpdateImpl(const P & data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (T * observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate(data);
}
}
template <typename P>
void UpdateImpl(P & data)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
for (T* observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate(data);
}
}
template <typename P1, typename P2>
void UpdateImpl(const P1& p1, const P2& p2)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (T* observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate2(p1, p2);
}
}
template <typename P1, typename P2>
void UpdateImpl(P1& p1, P2& p2)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (T* observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate2(p1, p2);
}
}
template <typename P>
void UpdateImpl(const P * data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (T * observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate(data);
}
}
template <typename P>
void UpdateImpl(P * data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (T* observer : m_observers)
{
observer->OnUpdate(data);
}
}
protected:
std::mutex m_mutex;
std::list<T *> m_observers;
};
四、異步觀察者
異步觀察者的實現和同步觀察者的結構基本一樣，都是使用同樣的套路，唯一有區別的地方就是，異步觀察者所有的邏輯處理操作都是在工作線程中的。
由於ITimerSubject和SubjectBase很多接口都是一樣的，因此我這里就只把差異的部分貼出來。
1、線程
ITimerSubject對象在構造時，就啟動了一個線程，然后在線程中定時執行TimerNotify函數
ITimerSubject()
{
m_thread = std::thread(std::bind(&ITimerSubject::TimerNotify, this));
}
virtual ~ITimerSubject()
{
m_thread.join();
}
再來看下定時處理任務這個函數，這個函數本身是用boost的庫實現我的，我改成C++11的模式的，新城退出這塊有些問題，我沒有處理，這個也不是本篇文章的核心要講解的東西。
怎么優雅的退出std::thread，這個從網上查下資料吧，我能想到的也就是加一個標識，然后子線程去判斷。如果大家有更好的辦法的話可以私信我，或者在底部留言。
void TimerNotify()
{
for (;;)
{
//std::this_thread::interruption_point();
bool bNotify = false;
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
bNotify = m_sleeping_observers.size() < m_observers.size() ? true : false;
}
if (bNotify)
{
OnTimerNotify();
}
//std::this_thread::interruption_point();
std::chrono::milliseconds timespan(GetTimerInterval() * 1000); // or whatever
std::this_thread::sleep_for(timespan);
}
}
2、定義一堆接口和回調參數
struct TimerDataItem
{
std::string strID;
std::string strName;
};
typedef IUpdate1<TimerDataItem> ITimerObserver;
//定時回調
struct ITimer : public ITimerSubject<ITimerObserver, std::string, TimerDataItem>{};
3、業務觀察者
這里我定義了一個TimerResponse業務觀察者，也就是我們在開發工程中的實際功能類。
class TimerResponse : public ITimer
{
public:
TimerResponse();
~TimerResponse();
protected:
virtual void OnNotify() override;
private:
};
TimerResponse::OnNotify()這個接口的實現就像這樣，這里需要注意的一點是，這個函數的執行位於工作線程中，也就意味着UI界面的回調函數也在工作線程中，操作UI界面時，一定需要拋事件到UI線程中。
void TimerResponse::OnNotify()
{
static int id = 0;
static std::string name = "miki";
id += 1;
TimerDataItem item;
std::stringstream ss;
ss << "timer" << id;
item.strID = ss.str();
item.strName = name;
UpdateImpl(item);
}
OnNotify會定時被調用，然后去更新UI上的內容。
4、獲取觀察者指針
通過一個門面接口獲取觀察者指針，調用ITimer的Attach接口把自己添加到觀察者列表，然后就可以定時獲取到數據，反之也能把自己從觀察者列表中移除，並停止接收到數據。
ITimer * GetTimerCommon();
5、UI界面
定時回調功能測試界面
- on_pushButton_clicked槽函數只是為了把當前線程喚醒，並定時回調
- OnUpdate屬於定時回調接口
class TimerWidget : public QWidget, public ITimerObserver
{
Q_OBJECT
public:
TimerWidget(QWidget *parent = 0);
~TimerWidget();
protected:
virtual void OnUpdate(const TimerDataItem &) override;
private slots:
void on_pushButton_clicked();
signals:
void RerfushData(TimerDataItem);
private:
Ui::TimerWidget *ui;
};
上邊也強調過了，OnUpdate的執行是在工作線程中的，因此實現的時候，如果涉及到訪問UI界面，一定要注意切換線程
void TimerWidget::OnUpdate(const TimerDataItem & item)
{
//注意這里的定時回調都在工作線程中 需要切換到主線程
emit RerfushData(item);
}
以上講解就是我們觀察者的實現了，如果有疑問歡迎提出
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