java设计模式-Observe

一、背景                    

请模拟下面情形:
小孩在睡觉,醒来后要求吃东西
 
代码:
class Child{
private boolean wakenUp = false; void wakeUp(){
wakenUp = true;
} public boolean isWakenUp() {
return wakenUp;
}
public void setWakenUp(boolean wakenUp) {
this.wakenUp = wakenUp;
}
} class Dad implements Runnable{
Child c; public Dad(Child c){
this.c = c;
} @Override
public void run() {
while(!c.isWakenUp()){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} feed(c);
} private void feed(Child c) {
System.out.println("feed child");
} } public class Test { public static void main(String[] args) {
Child d = new Child();
new Thread(new Dad(d)).start();
} }

上面代码运行起来是有问题的,永远等在那里,因为child永远不会醒过来;

那么,想让小孩5s之后醒过来怎么做?

二、让小孩5s之后醒          

每一个小孩就是一个单独的线程;
 
代码:
class Child implements Runnable{
private boolean wakenUp = false; void wakeUp(){
wakenUp = true;
} public boolean isWakenUp() {
return wakenUp;
}
public void setWakenUp(boolean wakenUp) {
this.wakenUp = wakenUp;
} @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.wakeUp();
}
} class Dad implements Runnable{
Child c; public Dad(Child c){
this.c = c;
} @Override
public void run() {
while(!c.isWakenUp()){
System.out.println("child is't wake up");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} feed(c);
} private void feed(Child c) {
System.out.println("feed child");
} } public class Test { public static void main(String[] args) {
Child d = new Child();
new Thread(d).start();
new Thread(new Dad(d)).start();
} }

console:

child is't wake up
child is't wake up
child is't wake up
child is't wake up
child is't wake up
feed child
这个小程序就模拟完了;也就是说要做完这个功能就已经做完了;
但是有什么不合理的地方?
小孩一直在睡着,如果采取现在这种编程模式,Dad就一直监视,无法干其他事情了,就只能在这里死死的盯着他;1s钟盯一眼,太累了;
这个累的意思就是,CPU的资源无端的被消耗了,CPU没事老是在这循环着;如果小孩3小时不醒就得循环3小时;这种编程的方式起码在效率上有问题;
 
那么,怎么修正这个问题呢?
 
 
 
三、第二版的设计              
第二版的设计,不要让Dad在这浪费时间了;
Dad是主动的检测这个小孩有没有醒;主动的监听是非常消耗CPU资源的;
让小孩醒过来的时候自己调我这方法就完了;反过来让小孩监控他Dad;
 
代码:
class Child implements Runnable{
private Dad d; public Child(Dad d){
this.d = d;
} void wakeUp(){
d.feed(this);
} @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.wakeUp();
}
} class Dad{
public void feed(Child c) {
System.out.println("feed child");
}
} public class Test { public static void main(String[] args) {
Dad d = new Dad();
Child c = new Child(d);
new Thread(c).start();
} }

过5s后,console打印:feed child

同样的功能,这种方式比上面的要效率高一些,消耗的CPU要少一些;
但是作为设计来讲,在一个软件项目之中的设计,如果只考虑到当前这种设计不具有弹性,也就是不具有可扩展性;
什么叫做没有弹性?
比方说设计一个新闻系统,发表一篇文章需要经过三级审查,编辑审了,副主编审,再主编审;如果不符合要求或者含有反动等信息就不能发表出去;
这时候你在程序里就写了三级,假如说将来级别增加了,需要四级审查、五级...怎么办?改源代码就很累;
考虑到可扩展性就可以用一个参数做配置,在配置文件里写3就是三级审查,写4就是四级审查....这样就有弹性一些;
 
上面代码,考虑一个问题:小孩可能会在不同的时间段醒来、不同的地点醒来,针对于不同醒来的事件,Dad的处理方式应该是不同的;这件事情的发生是包含着一些具体情况的,应该把不同的情况告诉他Dad,怎么样把事情的各种各样的信息告诉他Dad呢?
该用什么样的设计方法?
 
 
 
四、对于事件的处理            
对于Dad来说,要根据事件的具体情况,才能做出具体的选择,也就是说作为Child来说,有责任把这件事情的具体情况通知你的监测人;
可以这么写,在Child里面增加什么时候醒来的时间time、醒来的地点loc,然后传给feed()里面的child c;
 
 可以这么写:
class Child implements Runnable{
private Dad d;
String time;
String loc; public Child(Dad d){
this.d = d;
} void wakeUp(){
time = "晚上";
loc = "床上";
d.feed(this);
} @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.wakeUp();
}
} class Dad{
public void feed(Child c) {
System.out.println("child wake up time :" + c.time);
System.out.println("child wake up location :" + c.loc);
System.out.println("feed child");
}
} public class Test { public static void main(String[] args) {
Dad d = new Dad();
Child c = new Child(d);
new Thread(c).start();
}
}

console:5s后打印:

child wake up time :晚上
child wake up location :床上
feed child
但是:仔细分析,作为time它应该是小孩的属性吗?loc应该是小孩的属性吗?
不是,它们应该是事件本身的属性;是事件发生时候的时间、地点。
所以,面向对象设计的一条最基础的原则:最合适的属性应该放在最合适的类里面;
 
所以:
1)再增加一个事件类:
2)并且,child的wakeUp()方法里面调用Dad的feed()方法,已经写死了,假如child醒过来不想让Dad喂他,而是让Dad带他出去玩呢?
那么feed方法就不合适了。更灵活的方法是:child一醒过来发出一件事,就让Dad对这件事做出反应,只要Dad做出正确的反应就ok了。
所以feed方法换为ActionToWakenUp;

代码:

/**
* 醒过来的事件
*/
class WakenUpEvent{
private long time;
private String loc;
private Child source; //发生事件的源对象 public WakenUpEvent(long time, String loc, Child source) {
super();
this.time = time;
this.loc = loc;
this.source = source;
}
public long getTime() {
return time;
}
public void setTime(long time) {
this.time = time;
}
public String getLoc() {
return loc;
}
public void setLoc(String loc) {
this.loc = loc;
}
public Child getSource() {
return source;
}
public void setSource(Child source) {
this.source = source;
}
} class Child implements Runnable{
private Dad d; public Child(Dad d){
this.d = d;
} void wakeUp(){
d.ActionToWakenUp(new WakenUpEvent(System.currentTimeMillis(), "bed", this));
} @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.wakeUp();
}
} class Dad{
public void ActionToWakenUp(WakenUpEvent e) {
System.out.println("child wake up time " + e.getTime());
System.out.println("child wake up location " + e.getLoc());
System.out.println("feed child");
}
} public class Test { public static void main(String[] args) {
Dad d = new Dad();
Child c = new Child(d);
new Thread(c).start();
}
}

console,5s后打印:

child wake up time 1529505152384
child wake up location bed
feed child

上面的设计其实还有问题:

假如说不止Dad,小孩醒过来爷爷也要做出一点反应,该怎么办呢?怎么样让更多的人对这件事做出反应?

五、第三种设计方法          

现在问题是怎么让监听事件的这些个人Dad、GrandFather、奶奶,以及对事件做出响应,怎么能做到比较好的扩展,不需要在Child类里面改来改去;
因为在Child里面改的话:
不但要增加private GrandFather gf;
还需要在wakeUp方法里面增加GrandFather的ActionToWakenUp方法;
还需要修改Child的构造方法,Child(Dad d, GrandFather gf)
...
 
修改为如下:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class Test {
public static void main(String[] args) {
Child c = new Child();
c.addWakenUpListener(new Dad());
c.addWakenUpListener(new GrandFather());
new Thread(c).start();
}
} /**
* 发出事件的主体
*/
class Child implements Runnable{
private List<WakenUpListener> WakenUplisteners = new ArrayList<WakenUpListener>(); public void addWakenUpListener(WakenUpListener l){
this.WakenUplisteners.add(l);
} void wakeUp(){
for(WakenUpListener listener : WakenUplisteners){
listener.ActionToWakenUp(new WakenUpEvent(System.currentTimeMillis(), "bed", this));
}
} @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.wakeUp();
}
} //对应醒事件的监听器接口
interface WakenUpListener {
public void ActionToWakenUp(WakenUpEvent e);
} //Dad监听器
class Dad implements WakenUpListener{
public void ActionToWakenUp(WakenUpEvent e) {
System.out.println("event time: "+e.getTime() +",event location: "+e.getLoc());
System.out.println("feed child");
}
}
//GrandFather监听器
class GrandFather implements WakenUpListener{
public void ActionToWakenUp(WakenUpEvent e) {
System.out.println("event time: "+e.getTime() +",event location: "+e.getLoc());
System.out.println("hug child");
}
} /**
* 醒事件
*/
class WakenUpEvent{
private long time;
private String loc;
private Object source; //发生事件的源对象 public WakenUpEvent(long time, String loc, Object source) {
super();
this.time = time;
this.loc = loc;
this.source = source;
}
public long getTime() {
return time;
}
public void setTime(long time) {
this.time = time;
}
public String getLoc() {
return loc;
}
public void setLoc(String loc) {
this.loc = loc;
}
public Object getSource() {
return source;
}
public void setSource(Object source) {
this.source = source;
}
}

console:

event time: 1529508249412,event location: bed
feed child
event time: 1529508249413,event location: bed
hug child
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