1. 什么是监听模式
在对象间定义一种一对多的依赖关系，当这个对象状态发生改变时，所有依赖它的对象都会被通知并自动更新，监听模式又名观察者模式，顾名思义就是观察与被观察的关系。比如你在烧开水的时候看着它开没开，你就是观察者，水就是被观察者。观察者模式是对象的行为模式，又叫发布/订阅（Publish/Subscribe）模式、模型/视图（Model/View）模式、源/监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。
- 监听模式是一种一对多的关系，可以有任意个（一个或多个）观察者对象同时监听某一个对象。
- 监听的对象叫观察者（后面提到监听者，其实就指观察者，两者是相同的）
- 被监听的对象叫被观察者（Observable，也叫主题，即Subject）。
- 被观察者对象在状态或内容（数据）发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够做出相应的变化（如自动更新自己的信息）
2. 监听模式下的热水器例子
需求：热水器水温在50℃～70℃时，会发出警告：可以用来洗澡了！水温在100℃时也会发出警告：可以用来饮用了
- 被观察者
from abc import ABCMeta, abstractmethod
# 引入ABCMeta和abstractmethod来定义抽象类和抽象方法
class WaterHeater:
"""热水器：战胜寒冬的有利武器"""
def __init__(self):
self.__observers = [] #观察者集合
self.__temperature = 25 #温度
def getTemperature(self):
return self.__temperature
def setTemperature(self, temperature):
self.__temperature = temperature
print("当前温度是：" + str(self.__temperature) + "℃")
self.notifies()
def addObserver(self, observer):
self.__observers.append(observer)
def notifies(self):
for o in self.__observers:
o.update(self)
- 观察者基类
class Observer(metaclass=ABCMeta):
"洗澡模式和饮用模式的父类"
@abstractmethod
def update(self, waterHeater):
pass
- 两个观察者
class WashingMode(Observer):
"""该模式用于洗澡"""
def update(self, waterHeater):
if waterHeater.getTemperature() >= 50 and waterHeater.getTemperature() < 70:
print("水已烧好！温度正好，可以用来洗澡了。")
class DrinkingMode(Observer):
"""该模式用于饮用"""
def update(self, waterHeater):
if waterHeater.getTemperature() >= 100:
print("水已烧开！可以用来饮用了。")
- 测试
def testWaterHeater():
heater = WaterHeater()
washingObser = WashingMode()
drinkingObser = DrinkingMode()
heater.addObserver(washingObser)
heater.addObserver(drinkingObser)
heater.setTemperature(40)
heater.setTemperature(60)
heater.setTemperature(100)
- 测试结果
当前温度是：40℃
当前温度是：60℃
水已烧好！温度正好，可以用来洗澡了。
当前温度是：100℃
水已烧开！可以用来饮用了。
3. 监听模式的框架模型
- 观察者基类
from abc import ABCMeta, abstractmethod
# 引入ABCMeta和abstractmethod来定义抽象类和抽象方法
class Observer(metaclass=ABCMeta):
"""观察者的基类"""
@abstractmethod
def update(self, observable, object):
pass
- 被观察者基类
class Observable:
"""被观察者的基类"""
def __init__(self):
self.__observers = []
def addObserver(self, observer):
self.__observers.append(observer)
def removeObserver(self, observer):
self.__observers.remove(observer)
def notifyObservers(self, object=0):
for o in self.__observers:
o.update(self, object)
-
addObserver、removeObserver分别用于添加和删除观察者 -
notifyObservers用于内容或状态变化时通知所有的观察者。因为Observable的notifyObservers会调用Observer的update方法，所有观察者不需要关心被观察的对象什么时候会发生变化，只要有变化就会自动调用update，所以只需要关注update实现就可以了
-
监听者模式类图
image.png
4. 基于框架优化监听热水器例子
- 被观察者（热水器）：继承
Observable
class WaterHeater(Observable):
"""热水器：战胜寒冬的有利武器"""
def __init__(self):
super().__init__()
self.__temperature = 25
def getTemperature(self):
return self.__temperature
def setTemperature(self, temperature):
self.__temperature = temperature
print("当前温度是：" + str(self.__temperature) + "℃")
self.notifyObservers()
- 观察者：继承
Observer,实现基类update方法
class WashingMode(Observer):
"""该模式用于洗澡用"""
def update(self, observable, object):
if isinstance(observable, WaterHeater) \
and observable.getTemperature() >= 50 and observable.getTemperature() < 70:
print("水已烧好！温度正好，可以用来洗澡了。")
class DrinkingMode(Observer):
"该模式用于饮用"
def update(self, observable, object):
if isinstance(observable, WaterHeater) and observable.getTemperature() >= 100:
print("水已烧开！可以用来饮用了。")
5. 监听者模式套路总结
- 要明确谁是观察者谁是被观察者，只要明白谁是应该关注的对象，问题也就明白了。一般观察者与被观察者之间是多对一的关系，一个被观察对象可以有多个监听对象（观察者）。如一个编辑框，有鼠标点击的监听者，也有键盘的监听者，还有内容改变的监听者。
-
Observable在发送广播通知的时候，无须指定具体的Observer,Observer可以自己决定是否订阅Subject的通知。 - 被观察者至少需要有三个方法：添加监听者、移除监听者、通知Observer的方法。
- 观察者至少要有一个方法：更新方法，即更新当前的内容，做出相应的处理。
-
添加监听者和移除监听者在不同的模型称谓中可能会有不同命名，如在观察者模型中一般是
addObserver/removeObserver；在源/监听器（Source/Listener）模型中一般是attach/detach，应用在桌面编程的窗口中还可能是attachWindow/detachWindow或Register/UnRegister。不要被名称弄迷糊了，不管它们是什么名称，其实功能都是一样的，就是添加或删除观察者
6. 推拉模型
推模型
被观察者对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。一般在这种模型的实现中，会把被观察者对象中的全部或部分信息通过update参数传递给观察者（update（Objectobj），通过obj参数传递）。
拉模型
被观察者在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到被观察者对象中获取，相当于观察者从被观察者对象中拉数据。一般在这种模型的实现中，会把被观察者对象自身通过 update 方法传递给观察者（update（Observable observable），通过observable 参数传递），这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取了。
推模型和拉模型其实更多的是语义和逻辑上的区别。我们前面的代码框架，从接口[update（self,observer,object）]上你应该可以知道是同时支持推模型和拉模型的。作为推模型时，observer可以传空，推送的信息全部通过``object传递；作为拉模型时，observer和object都传递数据，或只传递observer，需要更具体的信息时通过observer引用去取数据
7. 异常登录案例
需求说明
登录异常其实就是登录状态的改变。服务器会记录你最近几次登录的时间、地区、IP地址，从而得知你常用的登录地区；如果哪次检测到你登录的地区与常用登录地区相差非常大（说明是登录地区的改变），则认为是一次异常登录。而短信和邮箱的发送机制我们可以认为是登录的监听者，只要登录异常一出现就自动发送信息
需求分析
- 被监听者：账号
- 监听者：短信触发机制，邮箱触发机制
类图分析
image.png
代码实现
- 被监听者
Account
class Account(Observable):
"""用户账户"""
def __init__(self):
super().__init__()
self.__latestIp = {}
self.__latestRegion = {}
def login(self, name, ip, time):
region = self.__getRegion(ip)
if self.__isLongDistance(name, region):
self.notifyObservers({"name": name, "ip": ip, "region": region, "time": time})
self.__latestRegion[name] = region
self.__latestIp[name] = ip
def __getRegion(self, ip):
# 由IP地址获取地区信息。这里只是模拟，真实项目中应该调用IP地址解析服务
ipRegions = {
"101.47.18.9": "浙江省杭州市",
"67.218.147.69":"美国洛杉矶"
}
region = ipRegions.get(ip)
return "" if region is None else region
def __isLongDistance(self, name, region):
# 计算本次登录与最近几次登录的地区差距。
# 这里只是简单地用字符串匹配来模拟，真实的项目中应该调用地理信息相关的服务
latestRegion = self.__latestRegion.get(name)
return latestRegion is not None and latestRegion != region;
- 监听者：
SmsSender,MailSender
class SmsSender(Observer):
"""短信发送器"""
def update(self, observable, object):
print("[短信发送] " + object["name"] + "您好！检测到您的账户可能登录异常。最近一次登录信息：\n"
+ "登录地区：" + object["region"] + " 登录ip：" + object["ip"] + " 登录时间："
+ time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.gmtime(object["time"])))
class MailSender(Observer):
"""邮件发送器"""
def update(self, observable, object):
print("[邮件发送] " + object["name"] + "您好！检测到您的账户可能登录异常。最近一次登录信息：\n"
+ "登录地区：" + object["region"] + " 登录ip：" + object["ip"] + " 登录时间："
+ time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.gmtime(object["time"])))
- 测试代码
def testLogin():
accout = Account()
accout.addObserver(SmsSender())
accout.addObserver(MailSender())
accout.login("Tony", "101.47.18.9", time.time())
accout.login("Tony", "67.218.147.69", time.time())
- 测试结果
[短信发送] Tony您好！检测到您的账户可能登录异常。最近一次登录信息：
登录地区：美国洛杉矶 登录ip：67.218.147.69 登录时间：2020-09-08 13:57:22
[邮件发送] Tony您好！检测到您的账户可能登录异常。最近一次登录信息：
登录地区：美国洛杉矶 登录ip：67.218.147.69 登录时间：2020-09-08 13:57:22
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