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Kotlin - 改良观察者模式

Kotlin - 改良观察者模式

作者: 不秃头的程序猿 | 来源:发表于2022-03-15 16:49 被阅读0次

    一、前言

    • 观察者模式
      • 作用:定义了一个一对多的依赖关系,让一个或多个观察者对象监听一个主题对象。这样一来,当被观察者状态发生改变时,需要通知相应的观察者,使这些观察者对象能够自动更新。
      • 核心操作:
        • 观察者(订阅者)添加或删除对 被观察者(主题)的状态监听
        • 被观察者(主题)状态改变时,将事件通知给所有观察者,观察者执行响应逻辑

    二、使用观察者模式

    • 例子:监听股票价格变动
    • 重点:使用 Java API 或 自定义实现 观察者模式

    1、使用 Java API 实现观察者模式

    Java 标准库中提供了通用观察者模式的 API,分别是:

    • java.util.Observable:被观察者(主题)
      • setChanged():标记状态更新
      • addObserver():添加观察者
      • deleteObserver():删除观察者
      • countObservers():获取观察者数量
      • notifyObservers():通知所有观察者
      • notifyObservers(Object arg):通知所有观察者(携带参数 arg)
    • java.util.Observer:观察者(订阅者)

    利用 Java API,可以实现监听股票价格变动这个功能:

    import java.util.Observable
    import java.util.Observer
    
    /**
     * 被观察者(主题)
     *
     * @author GitLqr
     */
    class StockSubject : Observable() {
        fun changeStockPrice(price: Int) {
            this.setChanged() // 标识状态更新
            this.notifyObservers(price) // 通知所有观察者当前股票价格
        }
    }
    
    /**
     * 观察者(订阅者)
     *
     * @author GitLqr
     */
    class StockDisplay(val name: String) : Observer {
        override fun update(o: Observable?, price: Any?) {
            println("$name receive stock price : $price") // 注意 price 的类型是 Any?
        }
    }
    
    // 使用
    val subject = StockSubject()
    subject.addObserver(StockDisplay("observer 1"))
    subject.addObserver(StockDisplay("observer 2"))
    subject.changeStockPrice(200)
    
    // 输出
    // observer 2 receive stock price : 200
    // observer 1 receive stock price : 200
    复制代码
    

    注意:在主题中通过 notifyObservers() 方法通知订阅者之前,需要先调用 setChanged() 标识状态更新,才能正常通知给订阅者,这是使用 Java API 实现观察者模式时需要注意的一点。

    Java 提供的 API 已经涵盖了观察者模式的完整实现,所以我们在使用的时候,只需要关注业务本身,而不用自己去做模式的具体实现,但是呢,Java 提供的 API 是一种通用实现,从上面的例子中可以注意到,StockDisplay.update(o: Observable?, price: Any?) 中的 price 参数类型是 Any? ,这就会有以下几个问题:

    • 参数判断:因为参数类型是 Any?,所以开发中不得不对 参数是否为空 以及 参数的实际类型 做判断。
    • 通知入口单一:实际业务需求会更加复杂,而 java.util.Observer 只有唯一一个通知入口 update(o: Observable?, arg: Any?),所以我们不得不在该方法中分离响应逻辑,比如股票价格升降,这会让代码显得臃肿。

    2、自定义实现观察者模式

    虽然 Java 提供了现成的观察者模式 API,但是实际开发中,我们通常还是会自定义实现观察者模式,以便更好的控制代码结构:

    /**
     * 回调接口(解耦业务通知入口)
     *
     * @author GitLqr
     */
    interface StockUpdateListener {
        fun onRise(price: Int)
        fun onFall(price: Int)
    }
    
    /**
     * 被观察者(主题)
     *
     * @author GitLqr
     */
    class StockSubject {
        val listeners = mutableSetOf<StockUpdateListener>()
        var price: Int = 0
    
        fun subscribe(observer: StockUpdateListener) {
            listeners.add(observer)
        }
    
        fun unsubscribe(observer: StockUpdateListener) {
            listeners.remove(observer)
        }
    
        fun changeStockPrice(price: Int) {
            val isRise = price > this.price
            listeners.forEach { if (isRise) it.onRise(price) else it.onFall(price) }
            this.price = price
        }
    }
    
    /**
     * 观察者(订阅者)
     *
     * @author GitLqr
     */
    class StockDisplay : StockUpdateListener {
        override fun onRise(price: Int) {
            println("The latest stock price has rise to $price")
        }
    
        override fun onFall(price: Int) {
            println("The latest stock price has fell to $price")
        }
    }
    
    // 使用
    val subject = StockSubject()
    subject.subscribe(StockDisplay())
    subject.changeStockPrice(200) // The latest stock price has rise to 200
    复制代码
    

    可见,自定义实现观察者模式,可以让代码结构变得更加简单直观。

    三、改良观察者模式

    • 例子:监听股票价格变动
    • 重点:委托属性 Delegates.observable()

    Kotlin 标准库引入了可被观察的委托属性,可通过 xxx by Delegates.observable() 的方式,用来监听 xxx 属性的改变,于是可以用来改良上面的自定义观察者模式:

    import kotlin.properties.Delegates
    
    /**
     * 观察者模式改良:使用委托属性监听值变化后通知
     *
     * @author GitLqr
     */
    class StockSubject {
        val listeners = mutableSetOf<StockUpdateListener>()
    
        var price: Int by Delegates.observable(0) { prop, old, new ->
            val isRise = new > old
            listeners.forEach { if (isRise) it.onRise(price) else it.onFall(price) }
        }
    
        fun subscribe(observer: StockUpdateListener) {
            listeners.add(observer)
        }
    
        fun unsubscribe(observer: StockUpdateListener) {
            listeners.remove(observer)
        }
    
        // fun changeStockPrice(price: Int) { ... }
    }
    
    // 使用
    val subject = StockSubject()
    subject.subscribe(StockDisplay())
    subject.price = 250 // The latest stock price has rise to 200
    复制代码
    

    使用 Delegates.observable() 之后,StockSubject 相比之前减少了一个 changeStockPrice() 方法。使用上,一旦对 price 属性赋值,就可以触发通知,显然,这对使用者更加友好了(直观,少记一个方法)。

    四、补充

    前面说到,Kotlin 标准库引入可被观察的委托属性,除了 Delegates.observable() 之外,还有 Delegates.vetoable() 也很实用,当我们不希望被监控的属性被随意修改时,就可以用它来否决属性赋值:

    import kotlin.properties.Delegates
    
    var value: Int by Delegates.vetoable(0) { prop, old, new ->
        // 新值大于0时,才给属性赋值
        new > 0
    }
    
    // 使用
    value = 1
    println(value) // 1
    value = -1
    println(value) // 1(没能赋值成功)
    复制代码
    

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