观察者模式(Observer Pattern),又称发布-订阅模式(Publish-Subscribe:Pub/Sub)。它是一种通知机制,让发送通知的一方(被观察方)和接收通知的一方(观察者)能彼此分离,互不影响。
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观察者模式组成如下:

Subject(抽象主题) 提供了一个用于保存观察者对象的聚集类和增加、删除观察者对象的方法,以及通知所有观察者的抽象方法
Concrete Subject(具体主题) 实现抽象目标中的通知方法,当具体主题的内部状态发生改变时,通知所有注册过的观察者对象
Observer(抽象观察者) 抽象类或接口,它包含了一个更新自己的抽象方法,当接到具体主题的更改通知时被调用
Concrete Observer(具体观察者) 实现抽象观察者中定义的抽象方法,以便在得到目标的更改通知时更新自身的状态

观察者模式的优点

  1. 降低了目标与观察者之间的耦合关系,两者之间是抽象耦合关系。符合依赖倒置原则
  2. 目标与观察者之间建立了一套触发机制

观察者模式的缺点

  1. 目标与观察者之间的依赖关系并没有完全解除,而且有可能出现循环引用
  2. 当观察者对象很多时,通知的发布会花费很多时间,影响程序的效率

观察者模式使用场景

  1. 对象间存在一对多关系,一个对象的状态发生改变会影响其他对象
  2. 当一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一方面时,可将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用
  3. 实现类似广播机制的功能,不需要知道具体收听者,只需分发广播,系统中感兴趣的对象会自动接收该广播
  4. 多层级嵌套使用,形成一种链式触发机制,使得事件具备跨域(跨越两种观察者类型)通知

观察者模式使用示例

Java 中,通过 java.util.Observable 类和 java.util.Observer 接口定义了观察者模式,只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。

1. Observable类

Observable 类是抽象目标类,它有一个 Vector 向量,用于保存所有要通知的观察者对象,下面来介绍它最重要的 3 个方法。

  1. void addObserver(Observer o) 方法:用于将新的观察者对象添加到向量中。
  2. void notifyObservers(Object arg) 方法:调用向量中的所有观察者对象的 update() 方法,通知它们数据发生改变。通常越晚加入向量的观察者越先得到通知。
  3. void setChange() 方法:用来设置一个 boolean 类型的内部标志位,注明目标对象发生了变化。当它为真时,notifyObservers() 才会通知观察者。

    2. Observer 接口

    Observer 接口是抽象观察者,它监视目标对象的变化,当目标对象发生变化时,观察者得到通知,并调用 void update(Observable o,Object arg) 方法,进行相应的工作。
  1. public class ObserverPattern {
  2. static class Policeman implements Observer {
  3. @Override
  4. public void update(Observable observable, Object o) {
  5. System.out.println("小偷在偷" + o.toString() + ", 警察发现了");
  6. }
  7. }
  8. static class SecurityStaff implements Observer {
  9. @Override
  10. public void update(Observable observable, Object o) {
  11. System.out.println("小偷在偷" + o.toString() + ", 保安发现了");
  12. }
  13. }
  14. static class Thief extends Observable {
  15. public void steal(String target) {
  16. super.setChanged(); // 设置内部标志位,注明数据发生变化
  17. super.notifyObservers(target); // 通知观察者价格改变了
  18. }
  19. }
  20. public static void main(String[] args) {
  21. Thief thief = new Thief();
  22. Policeman policeman = new Policeman();
  23. SecurityStaff securityStaff = new SecurityStaff();
  24. thief.addObserver(policeman);
  25. thief.addObserver(securityStaff);
  26. thief.steal("钱包");
  27. thief.steal("手机");
  28. }
  29. }

程序运行结果如下:

:::success 小偷在偷钱包, 保安发现了
小偷在偷钱包, 警察发现了
小偷在偷手机, 保安发现了
小偷在偷手机, 警察发现了 :::