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设计模式之-观察者模式(Observer Design Pattern)

当你订阅一个感兴趣主题消息,内容发生任何变化时都能够得到通知,观察者模式对你是非常有帮助的。观察者模式中,一个对象监控另一个对象的状态,那这个对象被称为观察者监视的对象被称为主题

一个主题对象会有很多观察者,当其内容发生改变时会通知所有观察者。主题需提供是观察者自身可以注册(订阅)和注销(取消订阅)方法,主题包含一个方法来通知任何改变到所有的观察者,使它可以发送更新通知,而观察者也可以提供另一种方法来获取更新。

Java提供了Observer模式的实现通过java.util.Observablejava.util.Observer接口实现Observer模式但是没有被广泛使用,因为实现是非常简单的,大部分的时候,我们不会为了只是实现观察者模式而轻易的去继承一个类,因为Java不提供多重继承


Observer模式实现:

在这个例子中,我们只实现了一个简单的主题以及观察者可以进行订阅功能。每当有新的消息发布到这个主题所有的观察者都会被通知到并及时使用它们。

基本主题接口定义了基本方法,具体的主题子类去实现


Subject.java

package com.journaldev.design.observer;
 
public interface Subject {
 
    //methods to register and unregister observers
    publicvoid register(Observer obj);
    publicvoid unregister(Observer obj);
     
    //method to notify observers of change
    publicvoid notifyObservers();
     
    //method to get updates from subject
    publicObject getUpdate(Observer obj);
     
}

下一步,我们将建立Observer规则将有一个方法用来设置符合观察者感兴趣内容和获取主题更新内容方法

Observer.java

package com.journaldev.design.observer;
 
public interface Observer {
     
    //method to update the observer, used by subject
    public void update();
     
    //attach with subject to observe
    public void setSubject(Subject sub);
}

现在Observer规则已制定好,让我们实现和处理我们的主题内容


package com.journaldev.design.observer;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class MyTopic implements Subject {
 
    private List<Observer> observers;
    private String message;
    private boolean changed;
    private final Object MUTEX= new Object();
     
    public MyTopic(){
        this.observers=new ArrayList<>();
    }
    @Override
    public void register(Observer obj) {
        if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");
        synchronized (MUTEX) {
        if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj);
        }
    }
 
    @Override
    public void unregister(Observer obj) {
        synchronized (MUTEX) {
        observers.remove(obj);
        }
    }
 
    @Override
    public void notifyObservers() {
        List<Observer> observersLocal = null;
        //synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notified
        synchronized (MUTEX) {
            if (!changed)
                return;
            observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);
            this.changed=false;
        }
        for (Observer obj : observersLocal) {
            obj.update();
        }
 
    }
 
    @Override
    public Object getUpdate(Observer obj) {
        return this.message;
    }
     
    //method to post message to the topic
    public void postMessage(String msg){
        System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);
        this.message=msg;
        this.changed=true;
        notifyObservers();
    }
 
}

这里简单实现了Obsever注册与注销,postMessage()方法用于更新主题消息,请注意,布尔变量作用,为保持题目状态的变化轨迹通知观察者使用。这个变量是必需的,因此,如果没有及时更新,有人呼吁notifyObservers)方法时,它不发送虚假通知给观察者

同时注意在notifyObservers()方法中使用了同步,用于确保该通知只发布给通知发布前注册的observer


Observer实现观察订阅主题变化:

MyTopicSubscriber.java

package com.journaldev.design.observer;
 
public class MyTopicSubscriber implements Observer {
     
    private String name;
    private Subject topic;
     
    public MyTopicSubscriber(String nm){
        this.name=nm;
    }
    @Override
    public void update() {
        String msg = (String) topic.getUpdate(this);
        if(msg == null){
            System.out.println(name+":: No new message");
        }else
        System.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);
    }
 
    @Override
    public void setSubject(Subject sub) {
        this.topic=sub;
    }
 
}

注意update()方法调用TopicgetUpdate方法来获取信息来实现。我们本来可以避免通过传递具体的消息作为参数传递给update()方法

测试类

package com.journaldev.design.observer;
 
public class ObserverPatternTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        //create subject
        MyTopic topic = new MyTopic();
         
        //create observers
        Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");
        Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");
        Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");
         
        //register observers to the subject
        topic.register(obj1);
        topic.register(obj2);
        topic.register(obj3);
         
        //attach observer to subject
        obj1.setSubject(topic);
        obj2.setSubject(topic);
        obj3.setSubject(topic);
         
        //check if any update is available
        obj1.update();
         
        //now send message to subject
        topic.postMessage("New Message");
    }
 
}

输出结果:

Obj1:: No new message
Message Posted to Topic:New Message
Obj1:: Consuming message::New Message
Obj2:: Consuming message::New Message
Obj3:: Consuming message::New Message


Observer Pattern Class Diagram





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