设计模式~观察者模式

观察者模式是对象的行为模式，又叫做发布-订阅模式（Publicsh/Subscribe）、模型-视图模式（Model/View）、源-监听器模式（Source/Listener）或从属者模式（Dependent）。

观察者模式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上发生变化时，会通知所有观察者对象，使得它们能够自动更新自己。

观察者模式的结构

 涉及如下角色：

• 抽象主题角色（Subject）: 主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集（比如Vector对象）里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，主题角色又叫做抽象被观察者角色（Observable），一般用一个抽象类或者一个接口实现。
• 抽象观察者角色（Observer）: 为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。这个接口叫做更新接口。
• 具体主题角色（ConcreteSubject）: 将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。
• 具体观察者角色（ConcreteObserver）: 存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协调。

在类图中，从具体主题角色指向抽象观察者角色的合成关系，代表具体主题对象可以含有任意多个对抽象观察者对象的引用。

代码清单：

Subject

public interface Subject {

    //调用这个方法登记一个新的观察者对象
    public void attach(Observer observer);
    //调用这个方法删除一个已经登记过的观察者对象
    public void detach(Observer observer);
    //调用这个方法通知所有登记过的观察者对象
    void notifyObersers();
}

ConcreteSubject

public class ConcreteSubject implements Subject {

    private Vector observersVector = new Vector();
    //登记新的观察者对象
    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        // TODO Auto-generated method stub
        observersVector.addElement(observer);
    }

    //删除登记过的观察者对象
    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        // TODO Auto-generated method stub
        observersVector.removeElement(observer);
    }

    //通知所有登记过的观察者对象
    @Override
    public void notifyObersers() {
        // TODO Auto-generated method stub
        Enumeration enumeration = observers();
        while(enumeration.hasMoreElements()){
            ((Observer)enumeration.nextElement()).update();
        }
    }
    //给出观察者聚集的Enumeration对象
    public Enumeration observers(){
        return ((Vector)observersVector.clone()).elements();
    }
}

Observer

public interface Observer {

    void update();
}

ConcreteObserver

public class ConcreteObserver implements Observer {

    //调用这个方法会更新自己
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("I am notified.");
    }
}

另一种实现方案

 在上一个实现中，管理聚集的方法是由抽象主题声明并由具体主题实现的。

这才导致了类图中从具体主题角色到抽象主题角色的连线。

但是，因为在大多数情况下，这些聚集管理方法本身就是所有具体主题角色所共有的，

因此这些方法连同聚集本身都可以移动到抽象主题角色中去。

同样，由于notifyObserver方法依赖于聚集方法，也可以移动到抽象主题角色中去。

 可以看出，第二种实现与第一种实现的主要区别就是代表存储观察者对象的聚集连线是从抽象主题到抽象观察者。

代码清单

Subject

public abstract class Subject {

    private Vector observerVector = new Vector();
    
    public void attach(Observer observer){
        observerVector.addElement(observer);
        System.out.println("Attached an observer.");
    }
    public void detach(Observer observer){
        observerVector.removeElement(observer);
    }
    public void notifyObservers(){
        Enumeration enumeration = observers();
        while(enumeration.hasMoreElements()){
            ((Observer)enumeration.nextElement()).update();
        }
    }
    
    public Enumeration observers(){
        return ((Vector)observerVector.clone()).elements();
    }
}

ConcreteSubject

public class ConcreteSubject extends Subject {

    private String state;
    //调用这个方法更改主题的状态
    public void change(String newState){
        state = newState;
        this.notifyObservers();
    }
}

Client

public class Client {

    private static ConcreteSubject subject;
    private static Observer observer;
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        //创建主题对象
        subject = new ConcreteSubject();
        //创建观察者对象
        observer = new ConcreteObserver();
        //将观察者对象登记到主题对象上
        subject.attach(observer);
        //改变主题对象的状态
        subject.change("new State");
    }
}

其他代码与方法一一样，略。

Java语言提供的对观察者模式的支持

在java语言的java.util库里，提供了一个 Observable 类以及一个 Observer 接口，

构成了java语言对观察者模式的支持。

Observer接口

这个接口只定义了一个方法，即update()方法。

当被观察者对象的状态发生变化时，被观察者对的notifyObserver（）方法就会调用这一方法。

 Observable类

被观察者类都是 java.util.Observable 类的子类。

 怎么使用java对观察者模式的支持

 Java中的DEM事件机制

事件处理模型均为基于观察者模式的委派事件模式（Delegation Event Model 或DEM）。

观察者模式的优缺点

优点：

1. 观察者模式在被观察者和观察者之间建立一个抽象的耦合。被观察者角色所知道的只是一个具体观察者聚集，每个具体观察者都符合一个抽象观察者的接口。

2. 观察者模式支持广播通信。被观察者会向所有的登记过的观察者发出通知。

缺点：

1. 如果一个观察者对象有很多直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。

2.如果在被观察者之间有循环依赖的话，被观察者会触发它们之间进行循环调用，导致系统崩溃。在使用观察者模式时要特别注意这一点。

3. 如果对观察者的通知是通过另外的线程进行异步投递的话，系统必须保证投递是以自恰的方式进行的。

4. 虽然观察者模式可以随时是观察者知道所观察的对象发生了变化，但是观察者模式没有相应的机制使得观察者知道所观察的对象时怎么发生变化的。