1 概述

定义:
又被称为发布-订阅(Publish/Subscribe)模式,它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变化时,会通知所有的观察者对象,使他们能够自动更新自己。

2 结构

在观察者模式中有如下角色:

  • Subject:抽象主题(抽象被观察者),抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里,每个主题都可以有任意数量的观察者,抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者对象。
  • ConcreteSubject:具体主题(具体被观察者),该角色将有关状态存入具体观察者对象,在具体主题的内部状态发生改变时,给所有注册过的观察者发送通知。
  • Observer:抽象观察者,是观察者的抽象类,它定义了一个更新接口,使得在得到主题更改通知时更新自己。
  • ConcrereObserver:具体观察者,实现抽象观察者定义的更新接口,以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

    3 案例实现

    【例】微信公众号
    在使用微信公众号时,大家都会有这样的体验,当你关注的公众号中有新内容更新的话,它就会推送给关注公众号的微信用户端。我们使用观察者模式来模拟这样的场景,微信用户就是观察者,微信公众号是被观察者,有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号。
    类图如下:
    image.png
    代码如下:

定义抽象观察者类,里面定义一个更新的方法

  1. public interface Observer {
  2. void update(String message);
  3. }

定义具体观察者类,微信用户是观察者,里面实现了更新的方法

  1. public class WeixinUser implements Observer {
  2. // 微信用户名
  3. private String name;
  4. public WeixinUser(String name) {
  5. this.name = name;
  6. }
  7. @Override
  8. public void update(String message) {
  9. System.out.println(name + "-" + message);
  10. }
  11. }

定义抽象主题类,提供了attach、detach、notify三个方法

  1. public interface Subject {
  2. //增加订阅者
  3. public void attach(Observer observer);
  4. //删除订阅者
  5. public void detach(Observer observer);
  6. //通知订阅者更新消息
  7. public void notify(String message);
  8. }

微信公众号是具体主题(具体被观察者),里面存储了订阅该公众号的微信用户,并实现了抽象主题中的方法

  1. public class SubscriptionSubject implements Subject {
  2. //储存订阅公众号的微信用户
  3. private List<Observer> weixinUserlist = new ArrayList<Observer>();
  4. @Override
  5. public void attach(Observer observer) {
  6. weixinUserlist.add(observer);
  7. }
  8. @Override
  9. public void detach(Observer observer) {
  10. weixinUserlist.remove(observer);
  11. }
  12. @Override
  13. public void notify(String message) {
  14. for (Observer observer : weixinUserlist) {
  15. observer.update(message);
  16. }
  17. }
  18. }

客户端程序

  1. public class Client {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. SubscriptionSubject mSubscriptionSubject=new SubscriptionSubject();
  4. //创建微信用户
  5. WeixinUser user1=new WeixinUser("孙悟空");
  6. WeixinUser user2=new WeixinUser("猪悟能");
  7. WeixinUser user3=new WeixinUser("沙悟净");
  8. //订阅公众号
  9. mSubscriptionSubject.attach(user1);
  10. mSubscriptionSubject.attach(user2);
  11. mSubscriptionSubject.attach(user3);
  12. //公众号更新发出消息给订阅的微信用户
  13. mSubscriptionSubject.notify("springcloud的专栏更新了");
  14. }
  15. }

4 优缺点

1,优点:

  • 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。
  • 被观察者发送通知,所有注册的观察者都会收到信息【可以实现广播机制】

2,缺点:

  • 如果观察者非常多的话,那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时
  • 如果被观察者有循环依赖的话,那么被观察者发送通知会使观察者循环调用,会导致系统崩溃

    5 使用场景

  • 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。

  • 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。

    6 JDK中提供的实现

    在 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(被观察者),它有一个 Vector 集合成员变量,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。

  • void addObserver(Observer o) 方法:用于将新的观察者对象添加到集合中。

  • void notifyObservers(Object arg) 方法:调用集合中的所有观察者对象的 update方法,通知它们数据发生改变。通常越晚加入集合的观察者越先得到通知。
  • void setChange() 方法:用来设置一个 boolean 类型的内部标志,注明目标对象发生了变化。当它为true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 update 方法,进行相应的工作。
【例】警察抓小偷
警察抓小偷也可以使用观察者模式来实现,警察是观察者,小偷是被观察者。代码如下:

小偷是一个被观察者,所以需要继承Observable类

  1. public class Thief extends Observable {
  2. private String name;
  3. public Thief(String name) {
  4. this.name = name;
  5. }
  6. public void setName(String name) {
  7. this.name = name;
  8. }
  9. public String getName() {
  10. return name;
  11. }
  12. public void steal() {
  13. System.out.println("小偷:我偷东西了,有没有人来抓我!!!");
  14. super.setChanged(); //changed = true
  15. super.notifyObservers();
  16. }
  17. }

警察是一个观察者,所以需要让其实现Observer接口

  1. public class Policemen implements Observer {
  2. private String name;
  3. public Policemen(String name) {
  4. this.name = name;
  5. }
  6. public void setName(String name) {
  7. this.name = name;
  8. }
  9. public String getName() {
  10. return name;
  11. }
  12. @Override
  13. public void update(Observable o, Object arg) {
  14. System.out.println("警察:" + ((Thief) o).getName() + ",我已经盯你很久了,你可以保持沉默,但你所说的将成为呈堂证供!!!");
  15. }
  16. }

客户端代码

  1. public class Client {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. //创建小偷对象
  4. Thief t = new Thief("隔壁老王");
  5. //创建警察对象
  6. Policemen p = new Policemen("小李");
  7. //让警察盯着小偷
  8. t.addObserver(p);
  9. //小偷偷东西
  10. t.steal();
  11. }
  12. }

一个小偷可被多个警察’观察’