JAVA设计模式—观察者模式(Observer)

定义：定义对象间一种一对多的依赖关系，使得当每一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

类型：对象行为型模式

别名：发布—订阅（Publish - Subscribe）

类图：

        在软件系统中经常会有这样的需求：如果一个对象的状态发生改变，某些与它相关的对象也要随之做出相应的变化。比如，我们要设计一个右键菜单的功能，只要在软件的有效区域内点击鼠标右键，就会弹出一个菜单；再比如，我们要设计一个自动部署的功能，就像eclipse开发时，只要修改了文件，eclipse就会自动将修改的文件部署到服务器中。这两个功能有一个相似的地方，那就是一个对象要时刻监听着另一个对象，只要它的状态一发生改变，自己随之要做出相应的行动。其实，能够实现这一点的方案很多，但是，无疑使用观察者模式是一个主流的选择。

Observer模式描述了如何建立这种关系。这一模式中的关键对象是目标（subject）和观察者（observer）。一个目标可以有任意数目的依赖于它的观察者。一旦目标的状态发生改变，所有的观察者都得到通知。作为对这个通知的响应，每个观察者都查询目标以使其状态与目标状态同步。

这种交互也称为 发布 - 订阅（Publish - Subscribe）。目标是通知的发布者。它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者。可以有任意数目的观察者订阅并接受通知。

观察者模式的结构

在最基础的观察者模式中，包括以下四个角色：

• 被观察者：从类图中可以看到，类中有一个用来存放观察者对象的Vector容器（之所以使用Vector而不使用List，是因为多线程操作时，Vector在是安全的，而List则是不安全的），这个Vector容器是被观察者类的核心，另外还有三个方法：attach方法是向这个容器中添加观察者对象；detach方法是从容器中移除观察者对象；notify方法是依次调用观察者对象的对应方法。这个角色可以是接口，也可以是抽象类或者具体的类，因为很多情况下会与其他的模式混用，所以使用抽象类的情况比较多。
• 观察者：观察者角色一般是一个接口，它只有一个update方法，在被观察者状态发生变化时，这个方法就会被触发调用。
• 具体的被观察者：使用这个角色是为了便于扩展，可以在此角色中定义具体的业务逻辑。
• 具体的观察者：观察者接口的具体实现，在这个角色中，将定义被观察者对象状态发生变化时所要处理的逻辑。

观察者模式代码实现

//抽象目标
abstract class Subject {
	
	private Vector<Observer> obs = new Vector<Observer>();

	//观察者列表需要同步
	public synchronized  void registerObserver(Observer obs) {
		this.obs.add(obs);
	}

	public synchronized  void unRegisterObserver(Observer obs) {
		this.obs.remove(obs);
	}

	//发送通知消息
	protected void notifyObserver() {
		for (Observer o : obs) {
			o.update();
		}
	}

	public abstract void doSomething();
}

//具体目标
class ConcreteSubject extends Subject {
	public void doSomething() {
		System.out.println("被观察者事件发生");
		this.notifyObserver();
	}
}

//观察者接口
interface Observer {
	public void update();
}

//具体观察者，实现update操作
class ConcreteObserver1 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("观察者1收到信息，并进行处理。");
	}
}

class ConcreteObserver2 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("观察者2收到信息，并进行处理。");
	}
}

public class ObserverClient {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {

		Subject sub = new ConcreteSubject();
		sub.registerObserver(new ConcreteObserver1()); // 添加观察者1
		sub.registerObserver(new ConcreteObserver2()); // 添加观察者2
		sub.doSomething();
	}

}

运行结果

被观察者事件发生

观察者1收到信息，并进行处理。

观察者2收到信息，并进行处理。

        通过运行结果可以看到，我们只调用了Subject的方法，但同时两个观察者的相关方法都被同时调用了。仔细看一下代码，其实很简单，无非就是在Subject类中关联一下Observer类，并且在doSomething方法中遍历一下Observer的update方法就行了。

观察者模式的优缺点

1. 目标和观察者的之间的抽象耦合 一个目标所知道的仅仅是它有一系列观察者，每个都符合抽象的Observer类的简单接口。目标不知道任何一个观察者属于哪一个具体的类。这样目标和观察者之间的耦合是抽象的和最小的。因为目标和观察者不是紧密耦合的，它们可以属于一个系统中的不同抽象层次。一个处于较低层次的目标对象可与一个处于较高层次的观察者通信并通知它，这样就保持了系统层次的完整。
2. 支持广播通信 不像通常的请求，目标发送的通知不需要指定它的接收者。通知被自动广播给所有已向该目标对象登记的有关对象。目标对象并不关心到底有多少对象对自己感兴趣；它唯一的责任就是通知它的各观察者。这给了你在任何时刻增加和删除观察者的自由。处理还是忽略一个通知取决于 观察者。
3. 意外的更新 因为一个观察者并不知道其他观察者的存在，它可能对改变目标的最终代价一无所知。在目标上一个看似无害的操作可能会引起一系列对观察者以及依赖于观察者的那些对象的更新。此外，如果依赖准则的定义或维护不当，常常会引起错误的更新，这种错误通常很难捕捉。

适用性

在以下任一情况可以使用观察者模式：

1. 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和复用。
2. 当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。
3. 当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象是谁。换言之，你不希望这些对象是紧密耦合的。

总结

       java语言中，有一个接口Observer，以及它的实现类Observable，对观察者角色常进行了实现。我们可以在jdk的api文档具体查看这两个类的使用方法。

       做过VC++、javascript DOM或者AWT开发的朋友都对它们的事件处理感到神奇，了解了观察者模式，就对事件处理机制的原理有了一定的了解了。如果要设计一个事件触发处理机制的功能，使用观察者模式是一个不错的选择，AWT中的事件处理DEM（委派事件模型Delegation Event Model）就是使用观察者模式实现的。