设计模式(六):《Head First设计模式》观察者模式篇

目的

观察者模式其实就是发布-订阅的模式。一个主题（Subject）发布消息，N个观察者（Observer）订阅消息。主题发生变动，观察者可以自动接收到消息，而不需要被动的轮询查询主题是否发生变化

让主题和观察者之间松耦合

• 任何时候，都可以增加新的观察者。主题唯一依赖的东西是一个实现Observer接口的对象列表
• 有新类型的观察者出现时，主题的代码不需要修改。主题不在乎别的，它只会发送通知给所有实现了观察者接口的对象
• 我们可以独立地复用主题或观察者
• 改变主题或观察者其中一方，并不会影响另一方

概念

定义：观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新

一个主题对应多个观察者

• 主题是具有状态的对象，并且可以控制这些对象（注册、删除、变动通知）
• 观察者使用这些状态，虽然这些状态不属于它们

Demo

场景描述（来自书中例子）
建立一个布告板(CurrentConditionsDisplay)，实时展现气象站监测的气象数据（气温、湿度、气压……）

主题

public interface Subject {

    // 注册一个新的观察者
    public void registerObserver(Observer o);
    // 删除观察者
    public void removeObserver(Observer o);
    // 状态发生变化时，通知所有的观察者
    public void notifyObservers();
}

观察者

public interface Observer {

    // 所有的观察者都必须实现这个方法
    public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

实现主题接口的气象站

public class WeatherData implements Subject{

 // 主题与观察者的唯一依赖就是观察者的列表
 // 主动通知的本质就是调用观察者对象的update方法
    private ArrayList<Observer> observers;
    
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>(8);
    }
    
    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if(i > 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
            Observer observer = observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    // 当从气象站得到更新观测值时，通知观察者
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    
    // 设置气象监测数据（每次气象监测数值变动调用此方法）
    public void setMeasurements(float templateure, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = templateure;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

布告板接口

public interface DisplayElement {
 // 展现气象监测信息
    public void display();
}

布告板实现

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement{


    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;
    
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData; 
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("当前温度：" + temperature + " 湿度：" + humidity + "%");
    }
}

测试

public class WeatherStationTest {

    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        // 气象测量，每次测量完后都会通知布告板（观察者）
        weatherData.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
        weatherData.setMeasurements(81, 66, 30.5f);
    }
}

控制台输出如下

当前温度：80.0 湿度：65.0%
当前温度：81.0 湿度：66.0%

Demo解析

1. 对象之间的一对多依赖

   一个气象站可以有N个布告板订阅气象监测信息，理论上可以无限新增布告板。

2. 当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新

   每个新增的布告板只需要实现update方法即可订阅气象监测信息。每次气象监测数据变动时都会主动通知所有的布告板。

3. 随心插拔

   新增、删除布告板只需要调用主题的registerObserver或removeObserver方法即可