观察者模式

2019/10/16 posted in  算法

观察者模式介绍

观察者模式是一个使用率非常高的模式,它最常用的地方是GUI系统、订阅 —— 发布系统。因为这个模式的一个重要作用就是解耦,将被观察者和观察者解耦,使得它们之间的依赖性更小,甚至做到毫无依赖。以GUI系统来说,应用的UI具有易变性,尤其是前期随着业务的改变或者产品的需求修改,应用界面也会经常性变化,但是业务逻辑基本变化不大,此时,GUI系统需要一套机制来应对这种情况,使得UI层与具体的业务逻辑解耦,观察者模式此时就派上用场了。

观察者模式的定义

定义对象间一种一对多的依赖关系,使得每当一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

观察者模式的使用场景

  • 关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系
  • 事件多级触发场景
  • 跨系统的消息交换场景,如消息队列、事件总线的处理机制

观察者模式的简单实现

下面就我们来简单模拟一下开发技术前线的发布——订阅过程

//程序员是观察者
public class Coder implements Observer {
    public String name;
    
    public Coder(String aName) {
        name = aName;
    }
    
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("Hi, " + name + ", DevTechFrontier更新啦,内容:" + arg);
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "码农: " + name;
    }
}

//DevTechFrontier即开发技术前线,这个网站是被观察者角色,当它有更新时所有的观察者(程序员),都会接到相应的通知
public class DevTechFrontier extends Observable {
    public void postNewPublication(String content) {
        //标识状态或者内容发生变化
        setChanged();
        //通知所有观察者
        notifyObservers(content);
    }
}

//测试代码
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //被观察者的角色
        DevTechFrontier frontier = new DevTechFrontier();
        //观察者
        Coder mrsimple = new Coder("mr.simple");
        Coder coder1 = new Coder("coder-1");
        Coder coder2 = new Coder("coder-2");
        Coder coder3 = new Coder("coder-3");
        
        //将观察者注册到可观察对象的观察者列表中
        DevTechFrontier.addObserver(mrsimple);
        DevTechFrontier.addObserver(coder1);
        DevTechFrontier.addObserver(coder2);
        DevTechFrontier.addObserver(coder3);
        
        //发布消息
        DevTechFrontier.postNewPublication("新的一期开发技术前线周报发布啦!");
    }
}

Observer 和 Observable是JDK中的内置类型,可见观察者模式是非常重要的,这里Observer是抽象的观察者角色,Coder扮演的是具体观察者的角色;Observable对应的是抽象主题角色,DevTecFrontier则是具体的主题角色。Coder订阅了DevTechFrontier,当DevTechFrontier有更新时,会遍历所有观察者,然后给这些观察者发布一个更新的消息,即调用Coder中的update方法,这样就达到了一对多的通知功能。

总结

观察者模式主要的作用就是对象解耦,将观察者和被观察者完全隔离,只依赖于Observer和Observable抽象。例如,ListView就是运用了Adapter和观察者模式使得它的可扩展性、灵活性非常强,而耦合度很低,这是设计模式在Android源码中优秀运用的典范。

优点

  • 观察者和被观察者之间是抽象耦合,应对业务变化
  • 增强系统灵活性、可扩展性

缺点

  • 在应用观察者模式时需要考虑下开发效率和运行效率问题,程序中包括一个被观察者、多个观察者、开发和调试等内容会比较复杂,而且在Java中消息的通知默认是顺序执行,一个观察者卡顿,会影响整体的执行效率,在这种情况下,一般考虑采用异步的方式。