1. 程式人生 > >(轉)設計模式(9):觀察者模式

(轉)設計模式(9):觀察者模式

定義:定義物件間一種一對多的依賴關係,讓多個觀察者物件同時監聽某一個主題物件。這個主題物件在狀態發生變化時,會通知所有觀察者物件,使它們能夠自動跟新自己。

型別:行為類模式

類圖:


        在軟體系統中經常會有這樣的需求:如果一個物件的狀態發生改變,某些與它相關的物件也要隨之做出相應的變化。比如,我們要設計一個右鍵選單的功能,只要在軟體的有效區域內點選滑鼠右鍵,就會彈出一個選單;再比如,我們要設計一個自動部署的功能,就像eclipse開發時,只要修改了檔案,eclipse就會自動將修改的檔案部署到伺服器中。這兩個功能有一個相似的地方,那就是一個物件要時刻監聽著另一個物件,只要它的狀態一發生改變,自己隨之要做出相應的行動。其實,能夠實現這一點的方案很多,但是,無疑使用觀察者模式是一個主流的選擇。

觀察者模式的結構

在最基礎的觀察者模式中,包括以下四個角色:

  • 抽象主題:從類圖中可以看到,類中有一個用來存放觀察者物件的Vector容器(之所以使用Vector而不使用List,是因為多執行緒操作時,Vector在是安全的,而List則是不安全的),這個Vector容器是被觀察者類的核心,另外還有三個方法:attach方法是向這個容器中新增觀察者物件;detach方法是從容器中移除觀察者物件;notify方法是依次呼叫觀察者物件的對應方法。這個角色可以是介面,也可以是抽象類或者具體的類,因為很多情況下會與其他的模式混用,所以使用抽象類的情況比較多。
  • 抽象觀察者:觀察者角色一般是一個介面,它只有一個update方法,在被觀察者狀態發生變化時,這個方法就會被觸發呼叫。
  • 具體的主題:使用這個角色是為了便於擴充套件,可以在此角色中定義具體的業務邏輯。
  • 具體的觀察者:觀察者介面的具體實現,在這個角色中,將定義主題物件狀態發生變化時所要處理的邏輯。

觀察者模式程式碼實現

  1. abstractclass Subject {  
  2.     private Vector<Observer> obs = new Vector<Observer>();  
  3.     publicvoid addObserver(Observer obs){  
  4.         this.obs.add(obs);  
  5.     }  
  6.     publicvoid delObserver(Observer obs){  
  7.         this.obs.remove(obs);  
  8.     }  
  9.     protectedvoid notifyObserver(){  
  10.         for(Observer o: obs){  
  11.             o.update();  
  12.         }  
  13.     }  
  14.     publicabstractvoid doSomething();  
  15. }  
  16. class ConcreteSubject extends Subject {  
  17.     publicvoid doSomething(){  
  18.         System.out.println("被觀察者事件反生");  
  19.         this.notifyObserver();  
  20.     }  
  21. }  
  22. interface Observer {  
  23.     publicvoid update();  
  24. }  
  25. class ConcreteObserver1 implements Observer {  
  26.     publicvoid update() {  
  27.         System.out.println("觀察者1收到資訊,並進行處理。");  
  28.     }  
  29. }  
  30. class ConcreteObserver2 implements Observer {  
  31.     publicvoid update() {  
  32.         System.out.println("觀察者2收到資訊,並進行處理。");  
  33.     }  
  34. }  
  35. publicclass Client {  
  36.     publicstaticvoid main(String[] args){  
  37.         Subject sub = new ConcreteSubject();  
  38.         sub.addObserver(new ConcreteObserver1()); //新增觀察者1
  39.         sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //新增觀察者2
  40.         sub.doSomething();  
  41.     }  
  42. }  

執行結果

被觀察者事件反生

觀察者1收到資訊,並進行處理。

觀察者2收到資訊,並進行處理。

        通過執行結果可以看到,我們只調用了Subject的方法,但同時兩個觀察者的相關方法都被同時呼叫了。仔細看一下程式碼,其實很簡單,無非就是在Subject類中關聯一下Observer類,並且在doSomething方法中遍歷一下Observer的update方法就行了。

觀察者模式的優點

        觀察者與主題之間是屬於輕度的關聯關係,並且是抽象耦合的,這樣,對於兩者來說都比較容易進行擴充套件。

        觀察者模式是一種常用的觸發機制,它形成一條觸發鏈,依次對各個觀察者的方法進行處理。但同時,這也算是觀察者模式一個缺點,由於是鏈式觸發,當觀察者比較多的時候,效能問題是比較令人擔憂的。並且,在鏈式結構中,比較容易出現迴圈引用的錯誤,造成系統假死。

        還可以通過時間委託的方法來修改觀察者模式,使得主題不單單隻能更新Update的方法,還可以更新不同觀察者類中的不同方法。委託就是一種引用方法的型別。一旦為委託分配了方法,委託將與該方法具有完全相同的行為。委託方法的使用可以像其他方法一樣,具有引數和返回值。委託可以看作是對函式的抽象,是函式的‘類’,委託的例項將代表一個具體的函式。一個委託可以搭載多個方法,所以方法被依次喚起。更重要的是,它可以使得委託物件所搭載的方法並不屬於同一個類。

總結

       java語言中,有一個介面Observer,以及它的實現類Observable,對觀察者角色常進行了實現。我們可以在jdk的api文件具體檢視這兩個類的使用方法。

       做過VC++、javascript DOM或者AWT開發的朋友都對它們的事件處理感到神奇,瞭解了觀察者模式,就對事件處理機制的原理有了一定的瞭解了。如果要設計一個事件觸發處理機制的功能,使用觀察者模式是一個不錯的選擇,AWT中的事件處理DEM(委派事件模型Delegation Event Model)就是使用觀察者模式實現的。