设计模式@第20章：观察者模式

第20章：观察者模式

一、天气预报项目需求,具体要求如下：

• 气象站可以将每天测量到的温度，湿度，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)。

• 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。

• 提供温度、气压和湿度的接口

• 测量数据更新时，要能实时的通知给第三方

二、天气预报设计方案 1-普通方案

（一）WeatherData 类

• 传统的设计方案

• 代码实现

package com.gjxaiou.observer;

/**
 * 类是核心
 * 1. 包含最新的天气情况信息 
 * 2. 含有 CurrentConditions 对象
 * 3. 当数据有更新时，就主动的调用   CurrentConditions对象update方法(含 display), 这样他们（接入方）就看到最新的信息
 * @author Administrator
 *
 */
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.gjxaiou.observer;

/**
 * 显示当前天气情况（可以理解成是气象站自己的网站）
 * @author Administrator
 *
 */
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 + "***");
	}
}

使用：

package com.gjxaiou.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

  • 其他第三方接入气象站获取数据的问题
  • 无法在运行时动态的添加第三方 (新浪网站)
  • 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());

}

三、观察者模式原理

• 观察者模式类似订牛奶业务

• 奶站/气象局：Subject

• 用户/第三方网站：Observer

• Subject：登记注册、移除和通知

• registerObserver 注册

• removeObserver 移除

• 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，也可能是实施推送， 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。用户时 Observer，是多的一方。

四、观察者模式解决天气预报需求

（一） 类图说明

（二）代码实现

​ 观察者接口：

package com.gjxaiou.observer.improve;

//观察者接口，有观察者来实现
public interface Observer {

	public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

具体的观察者：

package com.gjxaiou.observer.improve;

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
	@Override
    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.gjxaiou.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
	@Override
    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====");
		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 + "***");
	}

}

订阅对象抽象类和具体数据

package com.gjxaiou.observer.improve;

//接口, 让WeatherData 来实现 
public interface Subject {
	
	public void registerObserver(Observer o);
	public void removeObserver(Observer o);
	public void notifyObservers();
}

//----------------------------------------------
package com.gjxaiou.observer.improve;

import java.util.ArrayList;

/**
 * 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 Administrator
 *
 */
public class WeatherData implements Subject {
	private float temperatrue;
	private float pressure;
	private float humidity;
	//观察者集合
	private ArrayList<Observer> observers;
	
	//加入新的第三方

	public WeatherData() {
		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
		
		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 o) {
		observers.add(o);
	}

	//移除一个观察者
	@Override
	public void removeObserver(Observer o) {
		if(observers.contains(o)) {
			observers.remove(o);
		}
	}

	//遍历所有的观察者，并通知
	@Override
	public void notifyObservers() {
		for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
			observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
		}
	}
}

使用：

package com.gjxaiou.observer.improve;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//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, 100f, 30.3f);
		
		weatherData.removeObserver(currentConditions);
		//测试
		System.out.println();
		System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
		weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
	}
}

（三）观察者模式的好处

• 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。

• 这样，我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板)，就不需要去修改核心类 WeatherData 不会修改代码， 遵守了 ocp 原则。

五、观察者模式在Jdk 应用的源码分析

• Jdk 的 Observable 类就使用了观察者模式

• 代码分析+模式角色分析

• 模式角色分析
  • Observable 的作用和地位等价于 我们前面讲过 Subject
  • Observable 是类，不是接口，类中已经实现了核心的方法 ,即管理 Observer 的方法 add.. delete .. notify...
  • Observer 的作用和地位等价于我们前面讲过的 Observer, 有 update
  • Observable 和 Observer 的使用方法和前面讲过的一样，只是 Observable 是类，通过继承来实现观察者模式