Java设计模式 - 观察者模式

定义

• 观察者 Observer，也称订阅者 Subscriber
• 被观察者 Observable，也称主题 Subject

定义对象间（被观察者和观察者）一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象（被观察者）改变状态时，则所有依赖于它的对象（观察者）都能得到通知并被自动更新。类似于发布/订阅模式，Observer订阅主题，Observable则负责发布内容，从而将二者联系起来。

使用场景

• 用于解决解耦问题，观察者和被观察者高度分离，只依赖于Observer和Observable抽象；
• 关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系；
• 事件多级触发场景；
• 跨系统消息交换场景，如消息队列，事件总线的处理机制。

Andorid源码实例

• ListView适配器Adapter的notifyDataSetChanged()方法，在方法中遍历所有的观察者，回调其onChanger()方法；
• BroadcastReceiver的注册与触发，通过Context.registerReceiver()方法将BroadcastReceiver（相当于观察者）注册到AMS中，当通过sendBroadcast()发送广播时（相当于主题数据发生变更），所有注册了对应IntentFilter action的BroadcastReceiver将会被执行；
• EventBus消息总线
• java.util包中也有Observable和Observer的默认实现，可参考使用

UML类图

image-20200502000759111.png

代码示例

首先定义抽象观察者，观察者只关心主题的变更

public interface Observer {

    /**
     * 处理数据更新的方法（在主题发生变更时由主题主动触发）
     *
     * @param message 变更的数据部分
     */
    void update(String message);

}

接着定义抽象主题（作为被观察者，也有命名为Observable），主题是供观察者观察的对象

public interface Subject {

    /**
     * 订阅操作
     * @param observer 观察者
     */
    void registerObserver(Observer observer);

    /**
     * 取消订阅操作
     * @param observer 观察者
     */
    void removeObserver(Observer observer);

    /**
     * 通知变动
     */
    void notifyChanged();

}

接着实现观察者，对主题变更作具体处理

public class Subscriber implements Observer {

    private String name;
    private String message;

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

    @Override
    public void update(String message) {
        this.message = message;
        read();
    }

    private void read() {
        System.out.println(name + " 收到新消息： " + message);
    }
}

最后再实现主题

public class Publisher implements Subject {

    private String message;

    private List observerList = new ArrayList<>();

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observerList.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observerList.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyChanged() {
        for (Observer observer : observerList) {
            observer.update(message);
        }
    }

    public void pushMessage(String message) {
        this.message = message;
        System.out.println("出版社发布新消息： " + message);
        // 推送消息
        notifyChanged();
    }
}

作如下测试：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Subscriber john = new Subscriber("John");
        Subscriber jack = new Subscriber("jack");
        Subscriber tom = new Subscriber("tom");

        Publisher publisher = new Publisher();
        publisher.registerObserver(john);
        publisher.registerObserver(jack);
        publisher.registerObserver(tom);

        publisher.pushMessage("Today is Monday");
        publisher.removeObserver(jack);
        publisher.pushMessage("Today is Tuesday");
    }
}

输出结果如下：

出版社发布新消息： Today is Monday
John 收到新消息： Today is Monday
jack 收到新消息： Today is Monday
tom 收到新消息： Today is Monday
出版社发布新消息： Today is Tuesday
John 收到新消息： Today is Tuesday
tom 收到新消息： Today is Tuesday

优点

• 观察者和被观察者之间是抽象耦合，可灵活应对业务变化；
• 增强系统灵活性，可扩展性。

缺点

• 运用时需要考虑开发效率和运行效率问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者、开发和调试等内容会比较复杂；
• 在Java中消息的通知默认是顺序执行，一个观察者卡顿，会影响其他观察者的执行，所以通常情况下会采用异步的方式实现update()方法