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監聽器模式、觀察者模式

最近在學習netty的時候,發現裡面用到了監聽器模式,感覺非常實用,以前看設計模式的時候只是看,並沒有用上。其實這是一個非常重要並實用的設計模式,在很多框架裡面都用到了。

netty裡面的應用:

    serverBootstrap.bind(8000).addListener(new GenericFutureListener<Future<? super Void>>() {
        public void operationComplete(Future<? super Void> future) {
            if (future.isSuccess()) {
                System.out.println("埠繫結成功!");
            } else {
                System.err.println("埠繫結失敗!");
            }
        }
    });

回撥函式

為什麼先提到回撥函式呢?因為回撥函式是理解監聽器、觀察者模式的關鍵。剛畢業的時候老大也經常和我說Java中的回撥。

wiki中的定義

回撥函式,或簡稱回撥(Callback 即call then back 被主函式呼叫運算後會返回主函式),是指通過函式引數傳遞到其它程式碼的,某一塊可執行程式碼的引用。這一設計允許了底層程式碼呼叫在高層定義的子程式。

通俗的定義:就是程式設計師A寫了一段程式(程式a),其中預留有回撥函式介面,並封裝好了該程式。程式設計師B要讓a呼叫自己的程式b中的一個方法,於是,他通過a中的介面回撥自己b中的方法。

demo:這裡有兩個實體,回撥抽象者介面、回撥者(程式a)

  • 回撥介面(ICallBack)
public interface ICallBack {
    public void callBack();
}
  • 回撥者(用於呼叫回撥函式的類)
public class Caller {
    
    public void call(ICallBack callBack) {
        System.out.println("start...");
        callBack.callBack();
        System.out.println("end...");
    }
    
}
  • 回撥測試
public class CallDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Caller caller = new Caller();

        caller.call(() -> System.out.println("回撥成功"));
    }

}
  • 控制檯輸出
start...
回撥成功
end...

這個模型和執行一個執行緒Thread很像。沒錯,Thread就是回撥者,Runnable就是一個回撥介面。

事件監聽器

事件監聽器就是自己監聽的事件一旦被觸發或改變,立即得到通知,做出響應。

Java的事件監聽機制可概括為3點:

  1. Java的事件監聽機制涉及到事件源事件監聽器事件物件三個元件,監聽器一般是介面,用來約定呼叫方式
  2. 當事件源物件上發生操作時,它將呼叫事件監聽器的一個方法,並將事件物件傳遞過去
  3. 事件監聽器實現類,通常是由開發人員編寫,開發人員通過事件物件拿到事件源,從而對事件源上的操作進行處理

這裡為了方便,直接用了 jdk,EventListener 監聽器

  • 監聽器介面
public interface EventListener extends java.util.EventListener {

    /**
     * 事件處理
     */
    void handleEvent(EventObject eventObject);

}
  • 事件物件
public class EventObject extends java.util.EventObject {

    public EventObject(Object source) {
        super(source);
    }

    public void doEvent() {
        System.out.println("通知一個事件源 source:" + this.getSource());
    }
}
  • 事件源
public class EventSource {

    // 監聽器列表,監聽器的註冊 加入此列表
    private List<EventListener> listeners = new ArrayList<>();

    public void addListener(EventListener eventListener) {
        listeners.add(eventListener);
    }

    public void removeListener(EventListener eventListener) {
        listeners.remove(eventListener);
    }

    public void notifyListenerEvent(EventObject eventObject) {
        for (EventListener eventListener : listeners) {
            eventListener.handleEvent(eventObject);
        }
    }
}
  • 測試執行
public class EventDemo {
    public static void main(String[] args) {
        EventSource eventSource = new EventSource(); // 事件源

        eventSource.addListener(new EventListener() { // 事件源 呼叫監聽器的一個方法,並傳遞事件物件
            @Override
            public void handleEvent(EventObject eventObject) {
                eventObject.doEvent();

                if (eventObject.getSource().equals("closeWindow")) {
                    System.out.println("doClose"); // 回撥
                }
            }
        });

        EventObject eventObject = new EventObject("closeWindow"); // 事件物件

        eventSource.notifyListenerEvent(eventObject); // 觸發事件
    }
}
  • 控制檯輸出
通知一個事件源 source:closeWindow
doClose

到這裡我們瞭解了什麼是監聽器模式了。EventListener是一個回撥介面類,handleEvent是一個回撥函式介面,通過回撥模型,EventSource事件源便可回撥具體監聽器動作。

觀察者模式

觀察者模式的原理其實和監聽器一樣,使用的關鍵在於搞清楚什麼是觀察者、什麼是被觀察者

  1. 觀察者相當於事件監聽
  2. 被觀察者相當於事件源和事件

為了方便,同樣直接使用jdk自帶的Observer

  • 觀察者
public class Watcher implements Observer {

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        if (arg.toString().equals("openWindow")) {
            System.out.println("開啟視窗");
        }
    }
}
  • 被觀察者
public class Watched extends Observable {
    public void notifyObservers(Object arg) {

        /**
         * 為了避免併發衝突,設定了 changed 標誌位 changed=true,則當前執行緒可以通知所有觀察者,內部同步塊會設定為false;
         * 通知過程中,正在新註冊的和撤銷的無法通知到
         */
        super.setChanged();

        /**
         * 事件觸發,通知所有感興趣的觀察者
         */
        super.notifyObservers(arg);
    }
}
  • 測試執行
public class WatcherDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Watched watched = new Watched();
        Watcher watcher = new Watcher();

        watched.addObserver(watcher);
        watched.addObserver(new Observer() {
            @Override
            public void update(Observable o, Object arg) {
                if (arg.toString().equals("closeWindow")) {
                    System.out.println("關閉視窗");
                }
            }
        });

        watched.notifyObservers("openWindow");
        watched.notifyObservers("closeWindow");
    }
}
  • 控制檯輸出
開啟視窗
關閉視窗

總結

從實現和呼叫過程來看,觀察者和監聽器模式基本一樣。基本上都是這個邏輯當事件源物件上發生操作時,它將呼叫事件監聽器的一個方法,並將事件物件傳遞過去,套用到觀察者模式上面就是,當被觀察者發生操作時,觀察者將根據被觀察者所做出的操作 進行對應的操作。

應用

  1. netty中監聽連線
  2. guava 中的 ListenableFuture,採用監聽器模型解決了原生JDK中 future.get() 一直阻塞結果的問題。

參考文章:https://my.oschina.net/u/923324/blog/792857