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设计模式之观察者模式(observer pattern)

时间:2019-06-29 20:40:45      阅读:134      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:演示   new   generated   gets   www   list   style   无限循环   导致   

观察者模式主要用于处理对象间的一对多的关系,是一种对象行为模式。该模式的实际应用场景比较容易确认,当一个对象状态发生变化时,所有该对象的关注者均能收到状态变化通知,以进行相应的处理。
本文希望通过简单的介绍和分析,能让读者对观察者模式有一个简单直观的认识和感知,以便在实际开发中根据需要灵活运用。

1. 目的

建立对象间一对多的关联关系,并能使一个对象的变化被所有关联对象感知。

2. 动机

建立一套低耦合的消息触发机制。

3. 优缺点

优点:

  1. 被观察者和观察者之间是抽象耦合的;
  2. 耦合度较低,两者之间的关联仅仅在于消息的通知;
  3. 被观察者无需关心他的观察者;
  4. 支持广播通信;

缺点:

  1. 观察者只知道被观察对象发生了变化,但不知变化的过程和缘由;
  2. 观察者同时也可能是被观察者,消息传递的链路可能会过长,完成所有通知花费时间较多;
  3. 如果观察者和被观察者之间产生循环依赖,或者消息传递链路形成闭环,会导致无限循环;

4. 应用场景

  • 需要在系统中建立一个单项广播的触发机制;
  • 系统中某个对象的行为会影响若干其他对象;
  • 对象之间的关联关系可以在运行时动态的建立与撤销;
  • 对象之间的关联关系呈现出一种树状结构;

5.  原理

下面是GoF介绍的典型的类观察者模式的UML类图:

技术图片

Subject:

 抽象被观察者,仅提供注册和删除观察者对象的接口声明。

ConcreteSubject:

 具体被观察者对象,该对象中收集了所有需要被通知的观察者,并可以动态的增删集合中的观察者。当其状态发生变化时会通知所有观察者对象。

Observer:

 抽象观察者,为所有观察者定义获得通知的统一接口;

ConcreteObserver:

 观察者对象,其关注对象为Subject,能接受Subject变化时发出的通知并更新自身状态。

6.实现

接下来先将上面的UML类图转换为具体的代码,然后在举一个具体的例子来看一下其应用。

抽象被观察者类:Subject

public interface Subject {
    public void setState(int state);
    public int getState();
    public void attach(Observer obs);
    public void detach(Observer obs);
    public void notify(String msg);
}

 抽象观察者类:Observer

public interface Observer {
    public void update(String msg);
}

具体被观察者类:ConcreteSubject

public class ConcreteSubject implements Subject {
    
    private List<Observer> observerList = new ArrayList<Observer>();
    private int state;

    @Override
    public void setState(int state) {
        this.state = state;        
        notify("new state: " + state);
    }

    @Override
    public int getState() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 0;
    }
    
    @Override
    public void attach(Observer obs) {
        // TODO Auto-generated method stub
        observerList.add(obs);
    }

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

    @Override
    public void notify(String msg) {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (Observer obs: observerList) {
            obs.update(msg);
        }
    }
}

具体观察者类:ConcreteObserver

public class ConcreteObserver implements Observer {

    @Override
    public void update(String msg) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("ConcreteObserver receive notify msg: " + msg);
    }

}

演示:

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteObserver obs = new ConcreteObserver();
        ConcreteSubject sub = new ConcreteSubject();
        sub.attach(obs);
        sub.setState(666);
        sub.notify("just test subject notify function!");
    }
}

结果:

ConcreteObserver receive notify msg: new state: 666
ConcreteObserver receive notify msg: just test subject notify function!

7.实例

我们以一个更加实际的例子——商品价格的变动来体会一下观察者模式的用途。

在网上购物的时候,商品一般都有一个价格变动通知,前提是我们关注了该商品。

这里我们稍微变通一下,只有当关注的商品价格下降,且低于用户期望购买价格的时候,才会给用户发送一条商品降价的短信通知。

技术图片

下面分别定义每个类:

产品抽象类:Product

public interface Product {
    public void setPrice(int price);
    public int getPrice();
    public void follow(User user);
    public void unfollow(User user);
    public void notifyLowPrice();
}

用户抽象类:User

public interface User {
    public boolean isExpectedPrice(int price);
    public void shortMSG(String msg);
}

商品笔记本电脑:Laptop

public class Laptop implements Product {
    
    private List<User> followList = new ArrayList<User>();
    private int curPrice;

    @Override
    public void setPrice(int price) {
        curPrice = price;
        System.out.println("set laptop price: " + price);
        notifyLowPrice();
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return curPrice;
    }
    
    @Override
    public void follow(User user) {
        followList.add(user);
    }

    @Override
    public void unfollow(User user) {
        followList.remove(user);
    }

    @Override
    public void notifyLowPrice() {
        String msg = "" + curPrice;
        for (User user: followList) {
            if (user.isExpectedPrice(curPrice)) {
                user.shortMSG(msg);
            }
        }
    }
}

关注笔记本电脑用户类:LaptopBuyer

public class LaptopBuyer implements User {
    private int expectedPrice;
    private String userName;
    public LaptopBuyer(String userName, int expectedPrice) {
        this.userName = userName;
        this.expectedPrice = expectedPrice;
    }

    @Override
    public boolean isExpectedPrice(int curPrice) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return curPrice <= expectedPrice;
    }

    @Override
    public void shortMSG(String msg) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("Your follow product have a low price: " + msg + " TO:" + userName);
    }

}

演示:

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LaptopBuyer Alice = new LaptopBuyer("Alice", 6000);
        LaptopBuyer Jack = new LaptopBuyer("Jack", 6500);
        Laptop laptop = new Laptop();
        laptop.follow(Alice);
        laptop.follow(Jack);
        laptop.setPrice(7000);
        laptop.setPrice(6500);
        laptop.setPrice(6000);
        laptop.unfollow(Jack);
        laptop.setPrice(5999);
        laptop.setPrice(6099);
    }
}

结果:

set laptop price: 7000
set laptop price: 6500
Your follow product have a low price: 6500 TO:Jack
set laptop price: 6000
Your follow product have a low price: 6000 TO:Alice
Your follow product have a low price: 6000 TO:Jack
set laptop price: 5999
Your follow product have a low price: 5999 TO:Alice
set laptop price: 6099

上面的这个例子是一个能够很好地解释观察者模式的一个实际用途。

8. 总结

相比较与观察者模式,我们或许有许多获取另外一个对象状态的方式,比如,常见的轮询方式,或者仅仅在需要的时候去查一下对方的状态等,不过观察者模式有其特殊的用途,而且更加灵活。

该模式原理比较简单直接,但是实际使用过程中需要考虑一些细节问题:

  • 何时通知?
  • 有谁触发通知?
  • 观察者是关注状态变化的次数还是最终的状态?
  • 如果消息通知被阻塞,应该怎么办?
  • 是否可以改为异步消息通知?

上面这些都是实际使用时应该考虑的。考虑清楚这些细节才能更灵活的应用该模式解决实际问题。

参考:

GoF《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》

https://www.runoob.com/design-pattern/observer-pattern.html

设计模式之观察者模式(observer pattern)

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原文地址:https://www.cnblogs.com/yssjun/p/11107038.html

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