图解Java设计模式之观察者模式

图解Java设计模式之观察者模式

• 天气预报项目需求
• 天气预报设计方案 1 - 普通方案
• 观察者模式（Observer）原理
• 观察者模式解决天气预报需求
• 观察者模式在JDK应用的源码分析

天气预报项目需求

1）气象站可以将每天测量到的湿度、温度、气压等等以公告的形式发布出去（比如发布到自己的网站或第三方）。
2）需要设计开放型API，便于其他第三方也能接入气象站获取数据。
3）提供温度、气压和湿度的接口。
4）测量数据更新时，要能实时的通知给第三方。

天气预报设计方案 1 - 普通方案

通过对气象站项目的分析，设计出一个WeatherData类

说明 ：
1）通过getXxx方法，可以让第三方接入，并得到相关信息。
2）当数据有更新时，气象站通过调用dataChange()去更新数据，当第三方再次获取时，就能得到最新数据，当然也可以推送。

CurrentConditions（当前的天气情况）
// 推送
可以理解成是我们气象局的网站

package com.example.demo.observer;

//显示当前天气情况(可以理解成是气象站自己的网站)
public class CurrentConditions {

	// 温度，气压，湿度 
	private float temperature; 
	private float pressure; 
	private float humidity;
	//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
	public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperature = temperature; 
		this.pressure = pressure; 
		this.humidity = humidity; display();
	}
	//显示
	public void display() {
		System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***"); 
		System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***"); 
		System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
	}
}
package com.example.demo.observer;

public class WeatherData {

	private float temperatrue;
	private float pressure;
	private float humidity;
	private CurrentConditions currentConditions; //加入新的第三方
	public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) { 
		this.currentConditions = currentConditions;
	}
	public float getTemperature() { return temperatrue;
	}
	public float getPressure() { return pressure;
	}
	public float getHumidity() { return humidity;
	}
	public void dataChange() {
		//调用 接入方的 update
		currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
	}
	//当数据有更新时，就调用 setData
	public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperatrue = temperature;
		this.pressure = pressure;
		this.humidity = humidity;
		//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions 
		dataChange();
	}
}
package com.example.demo.observer;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		//创建接入方 currentConditions
		CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
		//创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData 中 
		WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
		//更新天气情况 
		weatherData.setData(30, 150, 40);
		//天气情况变化 
		System.out.println("============天气情况变化============="); 
		weatherData.setData(40, 160, 20);
	}
}

问题分析 ：
1）其他第三方接入气象站获取数据的问题
2）无法在运行时动态的添加第三方（新浪网站）
3）违反ocp原则 -》观察者模式
在WeatherData中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板对象，并加入到dataChange，不利于维护，也不是动态加入。
public void dataChange() {
currentConditions.update(getTemperature(),getPressure(),getHumidity());
}

观察者模式（Observer）原理

观察者模式类似订牛奶业务
1）奶站/气象局 ：Subject
2）用户/第三方网站 ：Observer
Subject ：登记注册、移除和通知

1）registerObserver 注册
2）removeObserver 移除
3）notifyObservers() 通知所有的注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实时推送，看具体需求定。
Observer ：接收输入
观察者模式 ：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为Observer，Subject通知Observer变化，比如这里的奶站是Subject，是1的一方。用户是Observer，是多的一方。

观察者模式解决天气预报需求

package com.example.demo.observer.improve;

/**
 * 观察者接口，有观察者来实现
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public interface Observer {
	
	public void update(float temperatrue, float pressure, float humidity);

}
package com.example.demo.observer.improve;

public interface Subject {
	
	public void registerObserver(Observer observer);
	
	public void removeObserver(Observer observer);
	
	public void notifyObservers();

}
package com.example.demo.observer.improve;

//显示当前天气情况(可以理解成是气象站自己的网站)
public class CurrentConditions implements Observer{

	// 温度，气压，湿度 
	private float temperature; 
	private float pressure; 
	private float humidity;
	//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
	public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperature = temperature; 
		this.pressure = pressure; 
		this.humidity = humidity; display();
	}
	//显示
	public void display() {
		System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***"); 
		System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***"); 
		System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
	}
}
package com.example.demo.observer.improve;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 类是核心
 * 1. 包含最新的天气情况信息
 * 2. 含有 观察者集合，使用ArrayList管理
 * 3. 当数据有更新时，就主动的调用 ArrayList，通知所有的（接入方）就看到最新的信息。
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class WeatherData implements Subject{

	private float temperatrue;
	private float pressure;
	private float humidity;
	private List<Observer> observers;
	public WeatherData() { 
		this.observers = new ArrayList<Observer>();
	}
	public float getTemperature() { return temperatrue;
	}
	public float getPressure() { return pressure;
	}
	public float getHumidity() { return humidity;
	}
	public void dataChange() {
		//调用 接入方的 update
		//currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
		notifyObservers();
	}
	//当数据有更新时，就调用 setData
	public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperatrue = temperature;
		this.pressure = pressure;
		this.humidity = humidity;
		//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions 
		dataChange();
	}
	/**
	 * 注册一个观察者
	 */
	@Override
	public void registerObserver(Observer observer) {
		// TODO Auto-generated method stub
		observers.add(observer);
	}
	
	/**
	 * 移除一个观察者
	 */
	@Override
	public void removeObserver(Observer observer) {
		// TODO Auto-generated method stub
		observers.remove(observer);
	}
	
	/**
	 * 遍历所有的观察者，并通知
	 */
	@Override
	public void notifyObservers() {
		// TODO Auto-generated method stub
		observers.stream().forEach(item -> {
			item.update(temperatrue, pressure, humidity);
		});
	}
}
package com.example.demo.observer.improve;

public class BaiduSite implements Observer {

	// 温度，气压，湿度 
	private float temperature; 
	private float pressure; 
	private float humidity;
	//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
	public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperature = temperature; 
		this.pressure = pressure; 
		this.humidity = humidity; 
		display();
	}
	//显示
	public void display() {
		System.out.println("***百度网站 气温: " + temperature + "***"); 
		System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***"); 
		System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
	}

}
package com.example.demo.observer.improve;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 创建一个WeatherData
		WeatherData weatherData = new WeatherData();
		// 创建观察者
		CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
		BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
		// 注册到weatherData
		weatherData.registerObserver(currentConditions);
		weatherData.registerObserver(baiduSite);
		// 测试
		System.out.println(" 通知各个注册的观察者，看看信息 ");
		weatherData.setData(10f, 11f, 12f);
	}

}

观察者模式的好处 ：
1）观察者模式设计后，会以集合的方式来管理用户（Observer），包括注册、移除和通知。
2）这样，我们增加观察者（可以理解为一个新的公告板），就不需要去修改核心类WeatherData不会修改代码，遵守类ocp原则。

观察者模式在JDK应用的源码分析

模式角色分析 ：
1）Observable 的作用和地位等价于，前面的Subject
2）Observable 是类，不是接口，类中已经实现类核心的方法，即管理Observer的方法 add… delete… notify…
3）Observer 的作用和地位等价于前面的 Observer的update
4）Observable 和 Observer 的使用方法一样，只是Observable是类，通过继承来实现观察者模式