观察者模式

在软件系统中经常会有这样的需求：如果一个对象的状态发生改变，某些与它相关的对象也要随之做出相应的变化。比如，我们要设计一个右键菜单的功能，只要在软件的有效区域内点击鼠标右键，就会弹出一个菜单；再比如，我们要设计一个自动部署的功能，就像eclipse开发时，只要修改了文件，eclipse就会自动将修改的文件部署到服务器中。这两个功能有一个相似的地方，那就是一个对象要时刻监听着另一个对象，只要它的状态一发生改变，自己随之要做出相应的行动。其实，能够实现这一点的方案很多，但是，无疑使用观察者模式是一个主流的选择。 

Observer模式是行为模式之一，它的作用是当一个对象的状态发生变化时，能够自动通知其他关联对象，自动刷新对象状态。Observer模式提供给关联对象一种同步通信的手段，使某个对象与依赖它的其他对象之间保持状态同步。《设计模式》一书对Observer是这样描述的：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知并自动更新。别名：依赖(Dependents)、发布-订阅(Publish-Subscribe)。

下面我们就来看看观察者模式的组成部分

       

• 被观察者：从类图中可以看到，类中有一个用来存放观察者对象的Vector容器（之所以使用Vector而不使用List，是因为多线程操作时，Vector在是安全的，而List则是不安全的），这个Vector容器是被观察者类的核心，另外还有三个方法：attach方法是向这个容器中添加观察者对象；detach方法是从容器中移除观察者对象；notify方法是依次调用观察者对象的对应方法。这个角色可以是接口，也可以是抽象类或者具体的类，因为很多情况下会与其他的模式混用，所以使用抽象类的情况比较多。
• 观察者：观察者角色一般是一个接口，它只有一个update方法，在被观察者状态发生变化时，这个方法就会被触发调用。
• 具体的被观察者：使用这个角色是为了便于扩展，可以在此角色中定义具体的业务逻辑。
• 具体的观察者：观察者接口的具体实现，在这个角色中，将定义被观察者对象状态发生变化时所要处理的逻辑。

 

下面用程序来说明一下观察者模式的流程：

一个随机数产生对象和两个观察者，这两个观察者都在随机数产生对象那里注册了，意思说如果你产生了新的数字，就通知我一声。

 

结构图:

类说明 

 名称

 功能说明

 Observer

 表示观察者的接口，要成为观察者必须实现此接口才行

 NumberGenerator

 表示产生数值的抽象类

 RandomNumberGenerator

 产生随机数的类，继承于NumberGenerator

 NumberObserver

 数字观察者，会打印出变化的数字

 SymbolObserver

 符号观察者,打印N 个符号,打印多少个符号，由接受到的数值确定

 

1.Observer

package wei.Observer;interface Observer{ public abstract void Update(NumberGenerator numberGenerator);}

2.NumberGenerator

 

package wei.Observer;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import java.util.Vector;public abstract class NumberGenerator{//存储Observer  private Vector<Observer> observers = new Vector<Observer>();/* 添加观察者*/ public void addObserver(Observer observer){observers.add(observer);}/* 删除观察者*/public void delObserver(Observer observer){observers.remove(observer);}/* 通知所有观察者*/public void NotifyObservers(){Iterator it = observers.iterator();while (it.hasNext()){Observer o =(Observer)it.next();  o.Update(this);//this相当于上面提到的邮局名 }}public abstract int getNumber();//获取数字    public abstract void generate();//产生数字 }

3.RandomNumberGenerator

package wei.Observer;import java.util.Random;public class RandomNumberGenerator extends NumberGenerator{private int number;private Random random = new Random();@Overridepublic int getNumber(){// TODO Auto-generated method stubreturn number;}@Overridepublic void generate(){// TODO Auto-generated method stubnumber = random.nextInt(10);  //产生10以内的随机数  NotifyObservers();            //有新产生的数字，通知所有注册的观察者  }}

4.NumberObserver

package wei.Observer;public class NumberObserver implements Observer{@Overridepublic void Update(NumberGenerator numberGenerator){// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("NumberObserver: "+ numberGenerator.getNumber());try{Thread.sleep(1000*3);} catch (InterruptedException e){// TODO: handle exceptione.printStackTrace();}}}

5.SymbolObserver

package wei.Observer;public class SymbolObserver implements Observer{@Overridepublic void Update(NumberGenerator numberGenerator){// TODO Auto-generated method stubSystem.out.print("SymbolObserver: ");int cout = numberGenerator.getNumber();for(int i=0; i<cout; ++i ){System.out.print("*^_^* ");}System.out.println("");try{Thread.sleep(1000*3);} catch (InterruptedException e){// TODO: handle exceptione.printStackTrace();}}}

6.Main(测试类) 

package wei.Observer;public class Client{/** * @param args */public static void main(String[] args){// TODO Auto-generated method stub//实例数字产生器NumberGenerator generator = new RandomNumberGenerator();//实例观察者Observer ob1 = new NumberObserver();Observer ob2 = new SymbolObserver();//注册generator.addObserver(ob1);generator.addObserver(ob2);//产生数据for(int i=0 ; i<10; ++i){generator.generate();}}}

7.结果输出

观察者模式的优点

        观察者与被观察者之间是属于轻度的关联关系，并且是抽象耦合的，这样，对于两者来说都比较容易进行扩展。

        观察者模式是一种常用的触发机制，它形成一条触发链，依次对各个观察者的方法进行处理。但同时，这也算是观察者模式一个缺点，由于是链式触发，当观察者比较多的时候，性能问题是比较令人担忧的。并且，在链式结构中，比较容易出现循环引用的错误，造成系统假死。

 

总结

       java语言中，有一个接口Observer，以及它的实现类Observable，对观察者角色常进行了实现。我们可以在jdk的api文档具体查看这两个类的使用方法。

       做过VC++、javascript DOM或者AWT开发的朋友都对它们的事件处理感到神奇，了解了观察者模式，就对事件处理机制的原理有了一定的了解了。如果要设计一个事件触发处理机制的功能，使用观察者模式是一个不错的选择，AWT中的事件处理DEM（委派事件模型Delegation Event Model）就是使用观察者模式实现的。