观察者模式

前言

(本文总结于研磨设计模式，只摘录了要点，想要深入了解可以阅读研磨设计模式)

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首先，假设我们要定义一个报纸定义系统，该系统存在两个实体，报社和订阅者。它们都有自己的诉求，报社希望能够在发报的时候清楚的知道自己的订阅者有哪些，而读者希望能够在报社发报的第一时间得到通知。 
进一步抽象的描述这个问题：当一个对象的状态发生改变的时候，如果让依赖于它的所有对象得到通知，并进行相应的处理。

解决方案：观察者模式

定义

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得通知并自动更新，本质是触发联动。

个人理解：

目标对象与观察者之间是单向依赖，由于他们之间的依赖是动态的，而且又是接口依赖，所以耦合性很低。 
观察者需要什么讯息并不需要直接向目标对象传递什么数据。目标对象之所以知道需要区分观察者所需的数据，一方面可以采取不区分的办法，将所有数据，也就是目标对象自身传递给观察者。这种方式的好处在于面对多种需求的参数传递时，可以只定义一个观察者的update接口。而具体的参数选择则交给观察者来处理。另一方面，给update接口设置具体的参数，也明确的告诉了目标对象观察者所需的信息。这种方式一般用于信息传输的需求比较单一。但缺点就是失去了灵活性，扩展性差，如果有其他的需求就要重新定义接口了。 
所以，很多人纠结目标对象和观察者之间是如何联系起来的，观察者如果需求明确，就会给update方法设置一个具体的参数，比如String、int等等（不一定是基本类型，只是不是目标对象的类型或者其接口类型）。如果没有具体的需求就给update方法设置一个目标对象的类型或者其接口类型，这是目标对象能传递的最大数据集合，而具体要用什么就看观察者了。 
目标对象又是如何与观察者联系的呢？因为目标对象中维护着一个观察者对象的集合，遍历这些对象并调用其update方法可以执行定义在观察者中的方法内容了。

案例

目标对象：

   public class Subject {    public List<Observer> observers = new ArrayList<>();    public void attach(Observer observer) {        observers.add(observer);    }    public void remove(Observer observer) {        observers.remove(observer);    }    public void notifyObservers(){        for (Observer observer : observers) {            //没有参数，不要后后面的例子混淆，这里只是简单的写法，参数根据需求设置            observer.update();        }    }    }

观察者：

public class Observer {    public void update() {        System.out.println("内容改变了");    }}

进阶应用

• 推模型： 
  目标对象主动向观察者推送目标的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是目标对象的全部数据，相当于是在广播通信。 
  例：

 private String content;    public void notifyObservers(){        for (Observer observer : observers) {            //该方法定义在观察者中，参数的多少和类型由需求决定            observer.update(content);        }    }

• 拉模型： 
  目标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，由观察者主动到目标对象中获取，相当于观察者从目标对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把目标对象自身通过update方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个应用来获取了 
  例：

 public void notifyObservers(){    for (Observer observer : observers) {        //该方法定义在观察者中        observer.update(this);    }}

• 两种模式的对比： 
  
  1. 推模型是假定目标对象知道观察者需要的数据；而拉模型是目标对象不知道观察者需要什么数据，只有将自身传给观察者，让观察者自己按需取值。
  2. 推模型肯能会使观察者对象难以复用，因为观察者定义的update方法是按需定义的，可能无法兼顾考虑到使用情况。而拉模型是将自身传递给观察者，是目标对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况。

命名建议：

• 观察者模式又被称为发布订阅模式。
• 目标接口的定义，建议在名称后面跟Subject
• 观察者接口的定义，建议在名称后面跟Observer
• 观察者接口的更新方法，建议名称为update。

观察者模式的优缺点

• 优点 
  
  1. 观察者模式实现了观察者和目标之间的抽象耦合
  2. 观察者模式实现了动态联动
  3. 观察者模式支持广播通信
• 缺点 
  
  1. 可能引起无谓的操作

与其他模式的对比

• 观察者模式和状态模式 
  观察者模式是当目标状态发生改变时，触发并通知观察者，让观察者去执行相应的操作。而状态模式是根据不同的状态，选择不同的实现，这个实现类的主要功能就是针对状态相应的操作，它不像观察者，观察者本身还有很多其他的功能，接受通知并执行相应的处理只是观察者的部分功能。 
  当然观察者模式和状态模式是可以结合使用的，观察者模式的重心在触发联动，但到底决定那先观察者会被联动，这时候可以采用状态模式来实现了，也可以采用状态模式来实现了，也可以采用策略模式来进行选择需要联动的观察者。 
  例：问题背景，现在要开发一个水质监测器，当水质正常时，值通知监测人员做记录，当为轻度污染是，除了通知监测人员外还要通知预警人员，判断是否需要预警。当为中度或高度污染是，除了通知监测人员外还要通知预警人员，判断是否需要预警，同时还要通知监测部门领导做相应的处理

  首先定义目标类，与上面不同的是将notifyObserver方法定义为抽象方法，交给子类实现：

  public abstract class Subject {    protected List<Observer> observers =new ArrayList<>();    public void attach(Observer observer) {        observers.add(observer);    }    public void remove(Observer observer) {        observers.remove(observer);    }    public abstract void notifyObservers();}

  在子类中结合状态模式实现notifyObservers

    public class WaterQuailty extends Subject {    // 污染基本：0表示正常，1表示轻度污染，2表示中度污染，3表示重度污染    private int polluteLevel=0; * 获取水质的污染级别 * @return 水质污染级别 */public int getPolluteLevel() {    return polluteLevel;}/** * 当检查水质情况后，设置水质污染级别 * @param polluteLevel */public void setPolluteLevel(int polluteLevel) {    this.polluteLevel = polluteLevel;}@Overridepublic void notifyObservers() {    for (int i = 0; i < observers.size(); i++) {         Watcher watcher= (Watcher) observers.get(i);         if(this.polluteLevel>=0) {            //通知监测人员             if ("监测人员".equals(watcher.getJob())) {                 watcher.update(this);             }         }        if(this.polluteLevel>=1) {            //通知预警人员            if ("预警人员".equals(watcher.getJob())) {                watcher.update(this);            }        }        if(this.polluteLevel>=2) {            //通知监测部门领导            if ("监测部门领导".equals(watcher.getJob())) {                watcher.update(this);            }        }    }}}

  监听类的接口

  public interface Observer {    public abstract void update(Subject subject);}

  监听类的实现类：

      public class Watcher implements Observer {    public String getJob() {        return job;    }    public void setJob(String job) {        this.job = job;    }    private String job;    @Override    public void update(Subject subject) {        WaterQuailty waterQuailty= (WaterQuailty) subject;        System.out.println("内容改了"+waterQuailty.getPolluteLevel());    }}