Java观察者模式(Observer)

2022-03-13 18:18:33

文章目录

观察者模式

一、概述

1. 使用场景

2. UML类图

3. 核心角色

二、手动实现观察者模式

1.定义抽象被观察者角色

2.定义抽象观察者角色

3.定义具体被观察者角色

4.定义具体观察者角色

5.测试

三、Java内置观察者模式实现

1.定义具体被观察者

2.定义具体观察者

3.测试

四、开发中的常用场景：

观察者模式java GOF23种设计模式中的一种。在最近介绍的Redis和ActiveMQ中都涉及到了观察者模式，所以我们在本文详细介绍下此模式：

观察者模式

观察者模式又称为发布/订阅(Publish/Subscribe)模式,在对象之间定义了一对多的依赖，这样一来，当一个对象改变状态，依赖它的对象会收到通知并自动更新.

一、概述

1. 使用场景

广播机制场景

Java观察者模式(Observer)

聊天室程序的创建。服务器创建好后，A,B,C三个客户端连上来公开聊天。A向服务器发送数据，服务器端聊天数据改变。我们希望将这些聊天数据分别发给他在线的客户。也就是说，每个客户端需要更新服务器端得数据。

网站上，很多人订阅了”java主题”的新闻。当有这个主题新闻时，就会将这些新闻发给所有订阅的人。

大家一起玩CS游戏时，服务器需要将每个人的方位变化发给所有的客户

上面这些场景，我们都可以使用观察者模式来处理。我们可以把多个订阅者、客户称之为观察者；需要同步给多个订阅者的数据封装到对象中，称之为目标.

2. UML类图

Java观察者模式(Observer)

3. 核心角色

抽象被观察者角色：

也就是一个抽象主题，它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，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角色。一般用一个抽象类和接口来实现。

抽象观察者角色：

为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。

具体被观察者角色：

也就是一个具体的主题，在集体主题的内部状态改变时，所有登记过的观察者发出通知。

具体观察者角色：

实现抽象观察者角色所需要的更新接口，一边使本身的状态与制图的状态相协调。

二、手动实现观察者模式

1.定义抽象被观察者角色

package com.dpb.observer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 观察者模式：目标对象模板
 * @author dengp
 *
 */
public interface Subject<T> {
    // 存储订阅者
    List<Observer> list = new ArrayList<>();
    // 注册订阅者
    public void registerObserver(T obs);
    // 移除订阅者
    public void removeObserver(T obs);
    //通知所有的观察者更新状态
    public void notifyAllObservers();
}

2.定义抽象观察者角色

/**
 * 观察者模式:定义观察者 
 * @author dengp
 *
 */
public interface Observer {
    void  update(Subject subject);
}

3.定义具体被观察者角色

/**
 * 观察者模式:目标对象(主体对象 topic)
 * @author dengp
 *
 */
public class ConcreteSubject implements Subject<Observer> {
    
    
    private int state;

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        //主题对象(目标对象)值发生了变化，请通知所有的观察者
        this.notifyAllObservers();
    }

    @Override
    public void notifyAllObservers() {
        for (Observer obs : list) {
            // 更新每一个观察者中的信息
            obs.update(this);
        }
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer obs) {
        // TODO Auto-generated method stub
        list.add(obs);
    }


    @Override
    public void removeObserver(Observer obs) {
        // TODO Auto-generated method stub
        list.remove(obs);
    }
}

4.定义具体观察者角色

package com.dpb.observer;

/**
 * 观察者模式：观察者 实现
 * @author dengp
 *
 */
public class ObserverA implements Observer {
    
    //myState需要跟目标对象的state值保持一致！
    private int myState;   
    
    /**
     * 更新为和目标对象的值一致
     */
    @Override
    public void update(Subject subject) {
        myState = ((ConcreteSubject)subject).getState();
    }

    public int getMyState() {
        return myState;
    }
    public void setMyState(int myState) {
        this.myState = myState;
    }
}

5.测试

package com.dpb.observer;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //目标对象
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        
        //创建多个观察者
        ObserverA  obs1 = new ObserverA();
        ObserverA  obs2 = new ObserverA();
        ObserverA  obs3 = new ObserverA();
        
        //将这三个观察者添加到subject对象的观察者队伍中
        subject.registerObserver(obs1);
        subject.registerObserver(obs2);
        subject.registerObserver(obs3);
        
        
        //改变subject的状态
        subject.setState(3000);
        System.out.println("########################");
        //我们看看，观察者的状态是不是也发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());
        
        //改变subject的状态
        subject.setState(30);
        System.out.println("########################");
        //我们看看，观察者的状态是不是也发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());
        
        //改变subject的状态
        subject.setState(99);
        System.out.println("########################");
        //我们看看，观察者的状态是不是也发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());
    }
}

Java观察者模式(Observer)

三、Java内置观察者模式实现

在java.util包中包含有基本的Observer接口和Observable抽象类.功能上和Subject接口和Observer接口类似.不过在使用上,就方便多了,因为许多功能比如说注册,删除,通知观察者的那些功能已经内置好了.

1.定义具体被观察者

package com.dpb.observer2;

import java.util.Observable;

/**
 * 目标对象
 * 继承 Observable
 * @author dengp
 *
 */
public class ConcreteSubject extends Observable {
    
    private int state; 
    
    public void set(int s){
        state = s;  //目标对象的状态发生了改变
        setChanged();  //表示目标对象已经做了更改
        notifyObservers(state);  //通知所有的观察者
    }

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int state) {
        this.state = state;
    }
}

观察者只需要继承Observable父类。发送消息的方式执行如下两行代码即可

setChanged();  //表示目标对象已经做了更改
notifyObservers(state);  //通知所有的观察者

Observable源码对应的是：

Java观察者模式(Observer)

2.定义具体观察者

package com.dpb.observer2;

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
/**
 * 观察者模式：观察者(消息订阅者)
 * 实现Observer接口
 * @author dengp
 *
 */
public class ObserverA implements Observer {

    private int myState;
    
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        myState = ((ConcreteSubject)o).getState();
    }
    public int getMyState() {
        return myState;
    }
    public void setMyState(int myState) {
        this.myState = myState;
    }
}

观察者也就是订阅者只需要实现Observer接口并重写相关update方法即可，在目标实现中我们发现触发的时候执行的就是观察者的update方法。

3.测试

package com.dpb.observer2;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象Obserable
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        
        //创建观察者
        ObserverA obs1 = new ObserverA();
        ObserverA obs2 = new ObserverA();
        ObserverA obs3 = new ObserverA();
        
        //将上面三个观察者对象添加到目标对象subject的观察者容器中
        subject.addObserver(obs1);
        subject.addObserver(obs2);
        subject.addObserver(obs3);
        
        //改变subject对象的状态
        subject.set(3000);
        System.out.println("===============状态修改了！");
        //观察者的状态发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());

        subject.set(600);
        System.out.println("===============状态修改了！");
        //观察者的状态发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());
        
        //移除一个订阅者
        subject.deleteObserver(obs2);
        subject.set(100);
        System.out.println("===============状态修改了！");
        //观察者的状态发生了变化
        System.out.println(obs1.getMyState());
        System.out.println(obs2.getMyState());
        System.out.println(obs3.getMyState());  
    }
}

Java观察者模式(Observer)

这样就实现了官方提供观察者模式，其实这里的Observable和Observer和我们前面自定义的Subject和Observer差不多，只是考虑的比我全面罢了。

四、开发中的常用场景：

聊天室程序的，服务器转发给所有客户端

网络游戏(多人联机对战)场景中，服务器将客户端的状态进行分发

邮件订阅

Servlet中，监听器的实现

Android中，广播机制

JDK的AWT中事件处理模型,基于观察者模式的委派事件模型(DelegationEventModel)

• 事件源----------------目标对象

• 事件监听器------------观察者

京东商城中，群发某商品打折信息

码农公寓

3.定义具体被观察者角色

4.定义具体观察者角色

5.测试

2.定义具体观察者

3.测试

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