浅析设计模式之观察者模式

在面向对象编程中，观察者模式使用率非常高，最近流行的响应式编程框架RxJava就扩展自观察者模式。因此了解观察者模式也有助于对Rxjava的学习。

定义

观察者模式中有两个角色，被观察者与观察者，它们之间是一种一对多的依赖关系，当被观察者的状态发生改变时，观察者也发生相应的行为。在现实生活中很容易找出这样的例子，比如教室里的教师和学生听到下课铃声响了之后下课休息，教师和学生是观察者，下课铃是被观察者，下课铃响了也就是被观察者的状态发生改变，教师和学生这些观察者做出相应的行动。另外，观察者模式也可以称为订阅-发布模式，因为观察者与被观察者的一系列活动可以简单概括为订阅和发布。使用类图表示观察者模式，如下图



subject可以是一个抽象类或普通类，concreteSubject是其子类，是具体的被观察者，observer是一个只包含update(Object)方法的接口，实现该接口的ConcreteObserver为具体的观察者。在jdk中就有内置的类型Observable，Observer方便开发者使用观察者模式。被观察者需要继承Observable类，而被观察者则需要实现Observer接口。

再举个例子，学生听到广播后做出行为。代码如下：

观察者Student

//Student.java

public class Student implements Observer {

private String name;

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

@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println(name +","+ arg);
}
}

被观察者Brodcast

// Brocast.java

public class Brocast extends Observable {

public void  sendBrocast(String content){

// 标识状态或内容发生改变
setChanged();

// 通知所有观察者
notifyObservers(content);
}

}

测试类

// Test.java

public class Test {
public static void main(String[] args) {

Brocast brocast = new Brocast();

Student student1 = new Student("黄同学");
Student student2 = new Student("王同学");
Student student3 = new Student("杨同学");

brocast.addObserver(student1);
brocast.addObserver(student2);
brocast.addObserver(student3);

brocast.sendBrocast("听到广播后请到办公室一趟！");
}
}

结果输出

杨同学,听到广播后请到办公室一趟！
王同学,听到广播后请到办公室一趟！
黄同学,听到广播后请到办公室一趟！

观察者无需时刻观察着被观察者，就如以上两个例子，学生无需时刻关注下课铃声以及广播，只有当被观察者状态改变，观察者才能有下一步的行动。

Observer和Observable的实现也很简单，以下就是源码：

Observer只是一个接口

// Observer.java

public interface Observer {
void update(Observable o, Object arg);
}

Observable需要确保相关操作是线程安全的，同时使用一个Vector来存储观察者对象。

// Observable.java

public class Observable {

private boolean changed = false;

private Vector obs;

public Observable() {
obs = new Vector();
}

public synchronized void addObserver(Observer o) {
if (o == null)
throw new NullPointerException();
if (!obs.contains(o)) {
obs.addElement(o);
}
}

public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
obs.removeElement(o);
}

public void notifyObservers() {
notifyObservers(null);
}

public void notifyObservers(Object arg) {

Object[] arrLocal;

synchronized (this) {
if (!changed)
return;
arrLocal = obs.toArray();
clearChanged();
}

for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
}

public synchronized void deleteObservers() {
obs.removeAllElements();
}

protected synchronized void setChanged() {
changed = true;
}

protected synchronized void clearChanged() {
changed = false;
}

public synchronized boolean hasChanged() {
return changed;
}

public synchronized int countObservers() {
return obs.size();
}
}

可以看到，Observable内部使用一个Vector来存储观察者对象，并且提供增加,删除以及通知观察者角色的方法，还有一点需要注意的就是，

notifyObservers(Object arg)

方法内部有一个判断标识，因此具体的被观察者角色需要先调用

setChanged()

以标识状态发生改变，

notifyObservers(Object arg)

方法才能有效。

当然，我们完全可以自己实现抽象的主题角色和抽象的观察者角色，只是jdk已经帮我们实现了，无需我们重复造轮子而已。