Java中的設計模式（七）：觀察者模式
介紹
觀察者模式是行為設計模式之一。當您對物件的狀態感興趣並希望在有任何更改時收到通知時，觀察者設計模式非常有用。在觀察者模式中，監視另一個物件狀態的物件稱為Observer，正在被監視的物件稱為Subject。
根據GoF，觀察者設計模式的意圖是;
定義物件之間的一對多依賴關係，以便當一個物件更改狀態時，將自動通知和更新其所有依賴項。
Subject包含一個觀察者列表，用於通知其狀態的任何變化，因此它應該提供觀察者可以註冊和登出自己的方法。Subject還包含一種方法，用於通知所有觀察者任何更改，並且可以在通知觀察者時傳送更新，或者它可以提供另一種方法來獲取更新。
Observer應該有一個方法來設定要監視的物件，以及Subject將使用的另一個方法來通知它們任何更新。
Java提供了內建平臺，用於通過java.util.Observable類和java.util.Observer介面實現Observer模式。但是它沒有被廣泛使用，因為實現非常簡單，並且大多數時候我們不希望最終擴充套件類只是為了實現Observer模式，因為java不在類中提供多重繼承。
Java訊息服務（JMS）使用Observer設計模式以及Mediator模式，允許應用程式訂閱資料並將資料釋出到其他應用程式。
模型 - 檢視 - 控制器（MVC）框架也使用Observer模式，其中Model是Subject，而Views是觀察者，可以註冊以獲得對模型的任何更改的通知。
觀察者模式Java示例
對於我們的觀察者模式java程式示例，我們將實現一個簡單的Subject，觀察者可以註冊到這個Subject。每當有任何新訊息釋出到Subject時，將通知所有暫存器觀察者並且他們可以使用該訊息。
根據Subject的要求，這裡是基礎Subject介面，它定義了由任何具體Subject實現的契約方法。
package com.journaldev.design.observer;
public interface Subject {
//methods to register and unregister observers
public void register(Observer obj);
public void unregister(Observer obj);
//method to notify observers of change
public void notifyObservers();
//method to get updates from subject
public Object getUpdate(Observer obj);
}
接下來我們將為Observer建立契約，將有一個方法將Subject附加到觀察者，以及Subject要用來通知任何更改的另一個方法。
package com.journaldev.design.observer;
public interface Observer {
//method to update the observer, used by subject
public void update();
//attach with subject to observe
public void setSubject(Subject sub);
}
現在我們的契約準備好了，讓我們繼續我們Subject的具體實施。
package com.journaldev.design.observer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class MyTopic implements Subject {
private List<Observer> observers;
private String message;
private boolean changed;
private final Object MUTEX= new Object();
public MyTopic(){
this.observers=new ArrayList<>();
}
@Override
public void register(Observer obj) {
if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");
synchronized (MUTEX) {
if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj);
}
}
@Override
public void unregister(Observer obj) {
synchronized (MUTEX) {
observers.remove(obj);
}
}
@Override
public void notifyObservers() {
List<Observer> observersLocal = null;
//synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notified
synchronized (MUTEX) {
if (!changed)
return;
observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);
this.changed=false;
}
for (Observer obj : observersLocal) {
obj.update();
}
}
@Override
public Object getUpdate(Observer obj) {
return this.message;
}
//method to post message to the topic
public void postMessage(String msg){
System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);
this.message=msg;
this.changed=true;
notifyObservers();
}
}
註冊和取消註冊觀察者的方法實現非常簡單，額外的方法是postMessage()，戶端應用程式將使用它將String訊息釋出到主題。請注意布林變數，以跟蹤主題狀態的變化並用於通知觀察者。此變數是必需的，因此如果沒有更新並且某人呼叫notifyObservers()，則它不會向觀察者傳送錯誤通知。
還要注意在notifyObservers()方法中使用同步，以確保僅將通知傳送給在將訊息釋出到主題之前註冊的觀察者。
以下是將觀察主題的觀察者的實施。
package com.journaldev.design.observer;
public class MyTopicSubscriber implements Observer {
private String name;
private Subject topic;
public MyTopicSubscriber(String nm){
this.name=nm;
}
@Override
public void update() {
String msg = (String) topic.getUpdate(this);
if(msg == null){
System.out.println(name+":: No new message");
}else
System.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);
}
@Override
public void setSubject(Subject sub) {
this.topic=sub;
}
}
注意update()方法的實現，它呼叫Subject getUpdate()方法來獲取要使用的訊息。我們可以通過將message作為引數傳遞給update()方法來避免這種呼叫。
這是一個簡單的測試程式，用於使用我們的Subject主題實現。
package com.journaldev.design.observer;
public class ObserverPatternTest {
public static void main(String[] args) {
//create subject
MyTopic topic = new MyTopic();
//create observers
Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");
Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");
Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");
//register observers to the subject
topic.register(obj1);
topic.register(obj2);
topic.register(obj3);
//attach observer to subject
obj1.setSubject(topic);
obj2.setSubject(topic);
obj3.setSubject(topic);
//check if any update is available
obj1.update();
//now send message to subject
topic.postMessage("New Message");
}
}
當我們執行上面的程式時，我們得到以下輸出。
Obj1:: No new message Message Posted to Topic:New Message Obj1:: Consuming message::New Message Obj2:: Consuming message::New Message Obj3:: Consuming message::New Message
Java觀察者模式類圖
觀察者設計模式也稱為釋出 - 訂閱模式。其中一些實現是：
- Swing中的java.util.EventListener
- javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
- javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
- java.util.Observer
- java.util.EventListener
- javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
適用場景：
在以下任何一種情況下使用Observer模式
- 在一個物件中進行更改會導致其他物件發生更改
- 當抽象有兩個方面時，一個依賴於另一個。將這些方面封裝在單獨的物件中可讓您獨立地改變和重用它們。
- 當一個物件的更改需要更改其他物件時，您不知道需要更改多少個物件。
- 當一個物件應該能夠通知其他物件而不假設這些物件是誰。換句話說，您不希望這些物件緊密耦合。
這就是java中的Observer設計模式，我希望你喜歡它。與評論分享您的愛，並與他人分享。
翻譯於： ofollow,noindex" target="_blank">observer-design-pattern-in-java