深入解析Java设计模式编程中观察者模式的运用
定义:定义对象间一种一对多的依赖关系,使得当每一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
类型:行为类模式
类图:
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。
观察者模式的结构
在最基础的观察者模式中,包括以下四个角色:
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。
观察者模式实现示例
Subject接口
public interface Subject { public void registerObserver(Observer o); public void removeObserver(Observer o); public void notifyAllObservers(); }
Observer接口
public interface Observer { public void update(Subject s); }
Hunter类实现了Subject接口
import java.util.ArrayList; public class HeadHunter implements Subject{ //define a list of users, such as Mike, Bill, etc. private ArrayList<Observer> userList; private ArrayList<String> jobs; public HeadHunter(){ userList = new ArrayList<Observer>(); jobs = new ArrayList<String>(); } @Override public void registerObserver(Observer o) { userList.add(o); } @Override public void removeObserver(Observer o) {} @Override public void notifyAllObservers() { for(Observer o: userList){ o.update(this); } } public void addJob(String job) { this.jobs.add(job); notifyAllObservers(); } public ArrayList<String> getJobs() { return jobs; } public String toString(){ return jobs.toString(); } }
JobSeeker是一个观察者:
public class JobSeeker implements Observer { private String name; public JobSeeker(String name){ this.name = name; } @Override public void update(Subject s) { System.out.println(this.name + " got notified!"); //print job list System.out.println(s); } }
开始使用:
public class Main { public static void main(String[] args) { HeadHunter hh = new HeadHunter(); hh.registerObserver(new JobSeeker("Mike")); hh.registerObserver(new JobSeeker("Chris")); hh.registerObserver(new JobSeeker("Jeff")); //每次添加一个个job,所有找工作人都可以得到通知。 hh.addJob("Google Job"); hh.addJob("Yahoo Job"); } }
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。