Java 设计模式情景分析——观察者模式

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观察者模式是一种使用频率非常高的模式，有时也被称作发布/订阅模式，属于行为型模式，它最常用的是 GUI 系统、订阅——发布系统，它一个重要作用就是解耦，使得它们之间的依赖性更小。观察者模式定义了对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态时，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

1.观察者模式的使用情景

关联行为场景；事件多级触发场景；跨系统的消息交换场景（如消息队列、事件总线的处理机制）。

2.程序中使用观察者模式的优缺点

- 观察者模式 优点 观察者和被观察者之间是耦合抽象，应对业务变化；增强了系统灵活性、可扩展性。 缺点 开发调试变的比较复杂，Java中消息的通知是顺序执行，一个消息的卡顿会影响整体的执行效率，所以使用观察者模式还需要结合异步操作的方式。

3.观察者模式的UML类图

Subject：抽象主题，被观察（Observable）的角色；ConcreteSubject：具体主题；Observer：抽象观察者；ConcreteObserver：具体的观察者。

4.观察者模式的实现

观察者 Observer 和被观察者 Observable 是 JDK 中的内置类型。

1.创建观察者：

public class MyObserver implements Observer {    private String name;    public MyObserver(String name) {        this.name = name;    }    @Override    public void update(Observable o, Object arg) {        System.out.println(name + ", update:" + arg);    }}

2.创建被观察者：

public class MyObservable extends Observable {    public void postNewPublication(String content) {        // 标识状态或者内容发生改变        setChanged();        // 通知所有观察者        notifyObservers(content);    }}

3.编写测试方法：

@Testpublic void test() throws Exception {    // 被观察者    MyObservable observable = new MyObservable();    // 观察者    MyObserver observer1 = new MyObserver("test1");    MyObserver observer2 = new MyObserver("test2");    MyObserver observer3 = new MyObserver("test3");    MyObserver observer4 = new MyObserver("test4");    // 将观察者注册到被观察者对象的观察者列表中    observable.addObserver(observer1);    observable.addObserver(observer2);    observable.addObserver(observer3);    observable.addObserver(observer4);    // 发布消息    observable.postNewPublication("new");}

输出结果：

test4, update:newtest3, update:newtest2, update:newtest1, update:new

可以看到所有订阅了被观察者的观察者都接收到了更新消息，一对多的订阅——发布系统就完成了。

5.Android系统源代码中的应用情景

1.notifyDataSetChanged() 方法

我们在使用 ListView 添加数据后，都会调用 Adapter 的 notifyDataSetChanged() 方法来动态更新数据。

notifyDataSetChanged() 方法被定义在 BaseAdapter 中，BaseAdapter 就是一个观察者模式：

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {    // 数据集观察者    private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();    public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {        mDataSetObservable.registerObserver(observer);    }    public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {        mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);    }    // 当数据集变化时，通知所有观察者    public void notifyDataSetChanged() {        mDataSetObservable.notifyChanged();    }    // 代码省略}

我们跟进查看 mDataSetObservable.notifyChanged() 方法：

public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {    // 调用每个观察者的 onChanged() 方法来通知它们被观察者发生了变化    public void notifyChanged() {        synchronized(mObservers) {            // 调用所有观察者的 onChanged() 方法            for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {                mObservers.get(i).onChanged();            }        }    }    // 代码省略}

这段代码就是在 mDataSetObservable.notifyChanged() 中遍历所有观察者，并且调用它们的 onChanged() 方法，从而告知观察者发生了变化。

那么这些观察者是哪里来的呢？其实是 ListView 通过 setAdapter() 方法设置 Adapter 产生的，我们来看看相关代码：

public class ListView extends AbsListView {    // 代码省略    @Override    public void setAdapter(ListAdapter adapter) {        // 如果已经有了一个 Adapter，那么先注销该 Adapter 对应的观察者        if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {            mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);        }        // 代码省略        super.setAdapter(adapter);        if (mAdapter != null) {            mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();            mOldItemCount = mItemCount;            // 获取数据的数量            mItemCount = mAdapter.getCount();            checkFocus();            // 这里注意：创建一个一个数据集观察者            mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();            // 将这个观察者注册到 Adapter 中，实际上是注册到 DataSetObservable 中            mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);            // 代码省略        } else {            // 代码省略        }        requestLayout();    }    // 代码省略}

我们可以看到，在设置 Adapter 时会构建一个 AdapterDataSetObserver，也就是观察者，最后，将这个观察者注册到 Adapter 中。

到这里，我们就知道了，当 ListView 的数据发生变化时，调用 Adapter 的 notifyDataSetChanged() 方法，这个方法又调用 DataSetObservable 的 notifyChanged() 方法，这个方法又调用所有观察者（AdapterDataSetObserver）的 onChanged() 方法，在 onChanged() 方法中又会调用 ListView 重新布局的方法使得 ListView 刷新界面，这就是一个观察者模式。