观察者模式

1.什么是观察者模式

定义：观察者模式是对象的行为模式，又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

2.观察者模式的结构

一个软件系统里面包含了各种对象，就像一片欣欣向荣的森林充满了各种生物一样。在一片森林中，各种生物彼此依赖和约束，形成一个个生物链。一种生物的状态变化会造成其他一些生物的相应行动，每一个生物都处于别的生物的互动之中。

一个软件系统常常要求在某一个对象的状态发生变化的时候，某些其他的对象做出相应的改变。做到这一点的设计方案有很多，但是为了使系统能够易于复用，应该选择低耦合度的设计方案。减少对象之间的耦合有利于系统的复用，但是同时设计师需要使这些低耦合度的对象之间能够维持行动的协调一致，保证高度的 协作。观察者模式是满足这一要求的各种设计方案中最重要的一种。

3.观察者模式所涉及的角色

Subject（抽象主题）：抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个集合里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。

ConcreteSubject（具体主题）：将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。

Observer（抽象观察者）：为所有的具体观察者定义一个更新接口，在得到主题的通知时更新自己。

ConcreteObserver（具体观察者）：具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，得到主题更改通知时跟新自己。

4.观察者模式的简单实现

抽象观察者Observer 

public interface Observer {

/**
* 更新观察者角色
* @param state
*/
public void update(String state);
}

具体观察者ConcreteObserver

public class ConcreateObserver implements Observer {


public void update(String state) {
// 更新观察者状态
System.out.println("状态为：" + state);
}
}

抽象主题对象Subject

实现三个方法：attach，detach，notifyObservers

public class Subject {


List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();


/**
* 注册观察者对象
* 
* @param observer
*/
public void attach(Observer observer) {
list.add(observer);
}


/**
* 删除观察者对象
* 
* @param observer
*/
public void detach(Observer observer) {
list.remove(observer);
}


/**
* 通知所有观察者对象
* 
* @param newState
*/
public void notifyObservers(String newState) {
for (Observer observer : list) {
observer.update(newState);
}
}
}

具体被观察者ConcreateSubject

public class ConCreateSubject extends Subject {


private String state;


public String getState() {
return state;
}


public void change(String newState) {
this.state = newState;
System.out.println("主题状态为:" + state);
// 通知观察者状态发生改变
notifyObservers(newState);
}
}

测试类：

public class Client {


public static void main(String[] args) {
// 创建主题对象
ConCreateSubject conCreateSubject = new ConCreateSubject();
// 创建观察者对象
ConcreateObserver concreateObserver = new ConcreateObserver();
// 添加观察者对象
conCreateSubject.attach(concreateObserver);
// 改变主题的状态
conCreateSubject.change("state has changed!!!");
}
}

测试结果：

5.推模型和拉模型

推模型

主题对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。以上的实现就是推模型。

拉模型

主题对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到主题对象中获取，相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种 模型的实现中，会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取了。

拉模型的抽象观察者类

public interface Observer {

/**
* 有传入的主题对象获得相应的主题状态
* @param subject
*/
public void update(Subject subject);
}

拉模型的具体观察者类

public class ConcreateObserver implements Observer {


private String state;


public String getState() {
return state;
}


public void update(Subject subject) {
// 更新观察者状态
System.out.println("状态为：" + ((ConCreateSubject) subject).getState());
}
}

拉模型的抽象主题类

public class Subject {


List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();


/**
* 注册观察者对象
* 
* @param observer
*/
public void attach(Observer observer) {
list.add(observer);
}


/**
* 删除观察者对象
* 
* @param observer
*/
public void detach(Observer observer) {
list.remove(observer);
}


/**
* 通知所有观察者对象
* 
* @param newState
*/
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : list) {
observer.update(this);
}
}
}

拉模型的具体主题类

public class ConCreateSubject extends Subject {


private String state;


public String getState() {
return state;
}


public void change(String newState) {
this.state = newState;
System.out.println("主题状态为:" + state);
// 通知观察者状态发生改变
this.notifyObservers();
}
}

两种模式的比较

推模型是假定主题对象知道观察者需要的数据；而拉模型是主题对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需要取值。

推模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者的update()方法是按需要定义的参数，可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意 味着出现新情况的时候，就可能提供新的update()方法，或者是干脆重新实现观察者；而拉模型就不会造成这样的情况，因为拉模型下，update() 方法的参数是主题对象本身，这基本上是主题对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况的需要。