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设计模式学习笔记:观察者模式及应用场景

设计模式学习笔记:观察者模式及应用场景

作者: 一只程序猿哟 | 来源:发表于2022-04-11 15:30 被阅读0次

    观察者模式(Observer Design Pattern),也叫做发布订阅模式(Publish-Subscribe Design Pattern)、模型-视图(Model-View)模式、源-监听器(Source-Listener)模式、从属者(Dependents)模式。指在对象之间定义一个一对多的依赖,当一个对象状态改变的时候,所有依赖的对象都会自动收到通知。

    比如说Redis 中的基于频道的发布订阅就是观察者模式的应用:

    一、观察者模式的介绍

    观察者模式是一种对象行为型模式,下面就来看看观察者模式的结构及其实现:

    1.1 观察者模式的结构

    观察者模式结构中主要包括观察目标(Object)和观察者(Observer)主要结构:

    SubjectConcreteSubjectObserverConcreteObserver1、ConcreteObserver2Client

    1.2 观察者模式的实现

    根据上面的类图,我们可以实现对应的代码。

    首先定义一个抽象目标类 Subject ,其中包括增加、注销和通知观察者方法

    publicabstractclassSubject{protectedList observerList =newArrayList();/**

        * 增加观察者

        * @param observer 观察者

        */publicvoidadd(Observer observer){        observerList.add(observer);    }/**

        * 注销观察者,从观察者集合中删除一个观察者

        * @param observer 观察者

        */publicvoidremove(Observer observer){        observerList.remove(observer);    }/**通知观察者*/publicabstractvoidnotifyObserver();}

    对应具体的目标类 ConcreteSubject

    publicclassConcreteSubjectextendsSubject{@OverridepublicvoidnotifyObserver(){        System.out.println("遍历观察者:");for(Observer observer : observerList) {            observer.response();        }    }}

    此外需要定义抽象观察者 Observer ,它一般定义为一个接口,声明一个 response() 方法,为不同观察者的相应行为定义相同的接口:

    publicinterfaceObserver{/**声明响应方法*/voidresponse();}

    具体的观察者实现:

    publicclassConcreteObserver1implementsObserver{@Overridepublicvoidresponse(){        System.out.println("我是具体观察者ConcreteObserver1");    }}publicclassConcreteObserver2implementsObserver{@Overridepublicvoidresponse(){        System.out.println("我是具体观察者ConcreteObserver2");    }}

    最后是客户端测试:

    publicclassClient{publicstaticvoidmain(String[] args){        Subject concreteSubject =newConcreteSubject();//具体观察者Observer concreteObserver1 =newConcreteObserver1();        Observer concreteObserver2 =newConcreteObserver2();        concreteSubject.add(concreteObserver1);        concreteSubject.add(concreteObserver2);                concreteSubject.notifyObserver();    }}

    测试结果:

    遍历观察者:

    我是具体观察者ConcreteObserver1

    我是具体观察者ConcreteObserver2

    二、观察者模式的应用场景

    在以下情况就可以考虑使用观察者模式:

    一个对象的改变会导致一个或多个对象发生改变,而并不知道具体有多少对象将会发生改变,也不知道这些对象是谁

    当一个抽象模型有两个方面,其中的一个方面依赖于另一个方面时,可将这两者封装在独立的对象中以使他们可以各自独立地改变和复用

    需要在系统中创建一个触发链,使得事件拥有跨域通知(跨越两种观察者的类型)

    2.1 观察者模式在java.util包中的应用

    观察者模式在JDK中就有典型应用,比如 java.util.Observable 和 java.util.Observer 类。结构如下图所示:

    我们可以通过实现具体的 ConcreteObserver 和具体的 ConcreteObservable 完成观察者模式流程

    2.2 观察者模式在MVC中的应用

    MVC(Modew-View-Controller)架构中也应用了观察者模式,其中模型(Model)可以对应观察者模式中的观察目标,而视图(View)对应于观察者,控制器(Controller)就是中介者模式的应用:

    三、观察者模式实战

    在本案例中模拟北京小客车指标摇号事件的通知场景(来源于《重学Java设计模式》)

    对于通知事件,可以将其分成三个部分: 事件监听 、 事件处理 和 具体的业务流程 ,如

    下图所示:

    对于和核心流程和非核心流程的结构,非核心流程可以是异步的,在MQ以及定时任务的处理下,能够最终保证一致性。

    具体代码实现

    事件监听接口及具体实现

    这个部分就相当于观察者(Observer)的角色

    在接口中定义基本事件类方法 doEvent()

    publicinterfaceEventListener{voiddoEvent(LotteryResult result);}

    监听事件的具体实现 MessageEventListener (短消息事件)和 MQEventListener (MQ发送事件)

    publicclassMessageEventListenerimplementsEventListener{privateLogger logger = LoggerFactory.getLogger(MessageEventListener.class);@OverridepublicvoiddoEvent(LotteryResult result){        logger.info("给用户 {} 发送短信通知(短信):{}", result.getuId(), result.getMsg());    }}publicclassMQEventListenerimplementsEventListener{privateLogger logger = LoggerFactory.getLogger(MQEventListener.class);@OverridepublicvoiddoEvent(LotteryResult result){        logger.info("记录用户 {} 摇号结果(MQ):{}", result.getuId(), result.getMsg());    }}

    事件处理类

    该部分就相当于主题(Object)部分

    对于不同的事件类型(MQ和Message)进行枚举处理,并提供三个方法: subscribe() 、 unsubscribe() 和 notify() 用于对监听事件的注册和使用:

    publicclassEventManager{    Map, List> listeners =newHashMap<>();publicEventManager(Enum<EventType>... operations){for(Enum operation : operations) {            listeners.put(operation,newArrayList<>());        }    }publicenumEventType {        MQ,        Message    }/**

        * 订阅

        * @param eventType 事件类型

        * @param listener  监听

        */publicvoidsubscribe(Enum<EventType> eventType, EventListener listener){        List eventListeners = listeners.get(eventType);        eventListeners.add(listener);    }/**

        * 取消订阅

        * @param eventType 事件类型

        * @param listener 监听

        */publicvoidunsubscribe(Enum<EventType> eventType, EventListener listener){        List eventListeners = listeners.get(eventType);        eventListeners.remove(listener);    }/**

        * 通知

        * @param eventType 事件类型

        * @param result    结果

        */publicvoidnotify(Enum<EventType> eventType, LotteryResult result){        List eventListeners = listeners.get(eventType);for(EventListener eventListener : eventListeners) {            eventListener.doEvent(result);        }    }}

    业务抽象类接口及其实现

    使用抽象类的方式实现方法,好处是可以在方法中扩展额外的调用,并提供抽象方法 doDraw ,让继承者去实现具体的逻辑

    publicabstractclassLotteryService{privateEventManager eventManager;publicLotteryService(){        eventManager =newEventManager(EventManager.EventType.MQ, EventManager.EventType.Message);        eventManager.subscribe(EventManager.EventType.MQ,newMQEventListener());        eventManager.subscribe(EventManager.EventType.Message,newMessageEventListener());    }publicLotteryResultdraw(String uId){        LotteryResult lotteryResult = doDraw(uId);        eventManager.notify(EventManager.EventType.MQ, lotteryResult);        eventManager.notify(EventManager.EventType.Message, lotteryResult);returnlotteryResult;    }protectedabstractLotteryResultdoDraw(String uId);}publicclassLotteryServiceImplextendsLotteryService{privateMinibusTargetService minibusTargetService =newMinibusTargetService();@OverrideprotectedLotteryResultdoDraw(String uId){//摇号测试String lottery = minibusTargetService.lottery(uId);returnnewLotteryResult(uId, lottery,newDate());    }}

    其他的类

    摇号服务接口:

    /**

    * 小客车指标调控服务

    */publicclassMinibusTargetService{/**

        * 模拟摇号,但不是摇号算法

        *

        * @param uId 用户编号

        * @return 结果

        */publicStringlottery(String uId){returnMath.abs(uId.hashCode()) %2==0?"恭喜你,编码".concat(uId).concat("在本次摇号中签") :"很遗憾,编码".concat(uId).concat("在本次摇号未中签或摇号资格已过期");    }}

    事件信息返回类:

    publicclassLotteryResult {privateStringuId;privateStringmsg;privateDatedateTime;//get set constructor... }

    测试类

    publicclassApiTest{privateLogger logger = LoggerFactory.getLogger(ApiTest.class);@Testpublicvoidtest(){        LotteryServiceImpl lotteryService =newLotteryServiceImpl();        LotteryResult result = lotteryService.draw("1234567");        logger.info("摇号结果:{}", JSON.toJSONString(result));    }}

    测试结果:

    11:43:09.284[main]INFOc.e.d.event.listener.MQEventListener-记录用户1234567摇号结果(MQ):恭喜你,编码1234567在本次摇号中签11:43:09.288[main]INFOc.e.d.e.l.MessageEventListener-给用户1234567发送短信通知(短信):恭喜你,编码1234567在本次摇号中签11:43:09.431[main]INFOApiTest-摇号结果:{"dateTime":1649475789279,"msg":"恭

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