通俗易懂系列 | 设计模式（七）：观察者模式

介绍#

观察者模式是行为设计模式之一。当您对对象的状态感兴趣并希望在有任何更改时收到通知时，观察者设计模式非常有用。在观察者模式中，监视另一个对象状态的对象称为Observer，正在被监视的对象称为Subject。

根据GoF，观察者设计模式的意图是;

定义对象之间的一对多依赖关系，以便当一个对象更改状态时，将自动通知和更新其所有依赖项。

Subject包含一个观察者列表，用于通知其状态的任何变化，因此它应该提供观察者可以注册和注销自己的方法。Subject还包含一种方法，用于通知所有观察者任何更改，并且可以在通知观察者时发送更新，或者它可以提供另一种方法来获取更新。

Observer应该有一个方法来设置要监视的对象，以及Subject将使用的另一个方法来通知它们任何更新。
Java提供了内置平台，用于通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口实现Observer模式。但是它没有被广泛使用，因为实现非常简单，并且大多数时候我们不希望最终扩展类只是为了实现Observer模式，因为java不在类中提供多重继承。

Java消息服务（JMS）使用Observer设计模式以及Mediator模式，允许应用程序订阅数据并将数据发布到其他应用程序。

模型 - 视图 - 控制器（MVC）框架也使用Observer模式，其中Model是Subject，而Views是观察者，可以注册以获得对模型的任何更改的通知。

观察者模式Java示例#

对于我们的观察者模式java程序示例，我们将实现一个简单的Subject，观察者可以注册到这个Subject。每当有任何新消息发布到Subject时，将通知所有寄存器观察者并且他们可以使用该消息。

根据Subject的要求，这里是基础Subject接口，它定义了由任何具体Subject实现的契约方法。

package com.journaldev.design.observer;public interface Subject {//methods to register and unregister observerspublic void register(Observer obj);public void unregister(Observer obj);//method to notify observers of changepublic void notifyObservers();//method to get updates from subjectpublic Object getUpdate(Observer obj);}

接下来我们将为Observer创建契约，将有一个方法将Subject附加到观察者，以及Subject要用来通知任何更改的另一个方法。

package com.journaldev.design.observer;public interface Observer {//method to update the observer, used by subjectpublic void update();//attach with subject to observepublic void setSubject(Subject sub);}

现在我们的契约准备好了，让我们继续我们Subject的具体实施。

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<>();}@Overridepublic void register(Observer obj) {if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");synchronized (MUTEX) {if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj);}}@Overridepublic void unregister(Observer obj) {synchronized (MUTEX) {observers.remove(obj);}}@Overridepublic void notifyObservers() {List<Observer> observersLocal = null;//synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notifiedsynchronized (MUTEX) {if (!changed)return;observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);this.changed=false;}for (Observer obj : observersLocal) {obj.update();}}@Overridepublic Object getUpdate(Observer obj) {return this.message;}//method to post message to the topicpublic void postMessage(String msg){System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);this.message=msg;this.changed=true;notifyObservers();}}

注册和取消注册观察者的方法实现非常简单，额外的方法是postMessage()，户端应用程序将使用它将String消息发布到主题。请注意布尔变量，以跟踪主题状态的变化并用于通知观察者。此变量是必需的，因此如果没有更新并且某人调用notifyObservers()，则它不会向观察者发送错误通知。

还要注意在notifyObservers()方法中使用同步，以确保仅将通知发送给在将消息发布到主题之前注册的观察者。

以下是将观察主题的观察者的实施。

package com.journaldev.design.observer;public class MyTopicSubscriber implements Observer {private String name;private Subject topic;public MyTopicSubscriber(String nm){this.name=nm;}@Overridepublic void update() {String msg = (String) topic.getUpdate(this);if(msg == null){System.out.println(name+":: No new message");}elseSystem.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);}@Overridepublic void setSubject(Subject sub) {this.topic=sub;}}

注意update()方法的实现，它调用Subject getUpdate()方法来获取要使用的消息。我们可以通过将message作为参数传递给update()方法来避免这种调用。

这是一个简单的测试程序，用于使用我们的Subject主题实现。

package com.journaldev.design.observer;public class ObserverPatternTest {public static void main(String[] args) {//create subjectMyTopic topic = new MyTopic();//create observersObserver obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");//register observers to the subjecttopic.register(obj1);topic.register(obj2);topic.register(obj3);//attach observer to subjectobj1.setSubject(topic);obj2.setSubject(topic);obj3.setSubject(topic);//check if any update is availableobj1.update();//now send message to subjecttopic.postMessage("New Message");}}

当我们运行上面的程序时，我们得到以下输出。

Obj1:: No new messageMessage Posted to Topic:New MessageObj1:: Consuming message::New MessageObj2:: Consuming message::New MessageObj3:: Consuming message::New Message

Java观察者模式类图#

观察者设计模式也称为发布 - 订阅模式。其中一些实现是：

• Swing中的java.util.EventListener
• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
• javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
• java.util.Observer
• java.util.EventListener
• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener

适用场景：#

在以下任何一种情况下使用Observer模式

• 在一个对象中进行更改会导致其他对象发生更改
• 当抽象有两个方面时，一个依赖于另一个。将这些方面封装在单独的对象中可让您独立地改变和重用它们。
• 当一个对象的更改需要更改其他对象时，您不知道需要更改多少个对象。
• 当一个对象应该能够通知其他对象而不假设这些对象是谁。换句话说，您不希望这些对象紧密耦合。

这就是java中的Observer设计模式，我希望你喜欢它。与评论分享您的爱，并与他人分享。
翻译于：observer-design-pattern-in-java