观察者模式

定义

又被成为发布订阅模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

结构

• 抽象主题（抽象被观察者 Subject）：抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，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对象。
• 具体主题（具体被观察者 ConcreteSubject）：该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生状态时，给所有注册过的观察者发送通知。
• 抽象观察者（Observer）：是观察者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
• 具体观察者（Concrete Observer）：具体观察者，实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

案例

/**
 * 抽象观察者类
 */
public interface Observer {
    void update(String message);
}

/**
 * 具体观察者角色类
 */
public class WeiXinUser implements Observer{
    private String name;

    public WeiXinUser(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + "-" + message);
    }
}

/**
 * 抽象主题类
 */
public interface Subject {

    // 添加订阅者
    void attach(Observer observer);
    // 删除订阅者
    void detach(Observer observer);
    // 通知订阅者更新消息
    void notify(String message);
}

/**
 * 具体主题类
 */
public class SubscriptionSubject implements Subject{
    // 定义一个集合用来存储多个观察者对象
    private List<Observer> userList = new ArrayList<>();
    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        userList.add(observer);
    }

    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        userList.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notify(String message) {
        for (Observer observer : userList) {
            observer.update(message);
        }
    }
}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建公众号对象
        SubscriptionSubject subject = new SubscriptionSubject();
        // 订阅公众号
        subject.attach(new WeiXinUser("张三"));
        subject.attach(new WeiXinUser("李四"));
        subject.attach(new WeiXinUser("老王"));
        // 公众号更新，发出消息给订阅者（观察者）
        subject.notify("更新了新的消息");
    }
}

优缺点

• 优点
  • 降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。
  • 被观察者发送通知，所有注册的观察者都会收到消息，可以实现广播机制
• 缺点
  • 如果观察者非常多，那么所有观察者收到被观察者发送的通知会耗时
  • 如果被观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环通知，会导致系统崩溃

使用场景

• 对象间存在一对多关系，一个对象的状态发生改变会影响其它对象。
• 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面时。

JDK中提供的实现

在Java中，通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口定义了观察者模式，只要实现它们的子类就可以编写观察者模式。

• Observable类是抽象目标类（被观察者），它有一个Vector集合成员变量，用于保存所有要通知的观察者对象，有三个重要的方法：
  • void addObserver(Observer o)方法：用于将新的观察者对象添加到集合中。
  • void notifyObserver(Object arg)方法：调用集合中的所有观察者对象的update方法，通知它们数据发生改变。通常越晚加入集合的观察者越先得到通知。
  • void setChange()方法：用来设置一个boolean类型的内部标志，注明目标对象发生了变化，当它为true时，notifyObserver()才会通知观察者。
• Observer接口
  • observer接口是抽象观察者，它监视目标对象的变化，当目标对象发生变化时，观察者得到通知，并调用update方法，进行相应的工作

例：警察抓小偷

小偷是一个被观察者，所以需要继承Observable类

public class Thief extends Observable {
    private String name;

    public Thief(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void steal(){
        System.out.println("小偷：我偷东西啦！！");
        super.setChanged();  // changed = true
        super.notifyObservers();
    }
}

警察是观察者，所以要实现Observer接口

public class Policemen implements Observer {

    private String name;

    public Policemen(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("警察：" + ((Thief) o).getName() + "我已经发现你了");
    }
}

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建小偷对象
        Thief thief = new Thief("张三");
        // 创建警察对象
        Policemen policemen = new Policemen("李四");
        // 警察盯着小偷
        thief.addObserver(policemen);
        // 小偷偷东西
        thief.steal();
    }
}