设计模式(二十)———观察者模式(Observer Pattren):发送状态变化通知

设计模式(二十)———观察者模式(Observer Pattren):发送状态变化通知

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Intent

定义了一种一对多的依赖关系,让观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。

应用实例

  • 一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一个方面。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。
  • 一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变,而不知道具体有多少对象将发生改变,可以降低对象之间的耦合度。
  • 一个对象必须通知其他对象,而并不知道这些对象是谁。
  • 需要在系统中创建一个触发链,A对象的行为将影响B对象,B对象的行为将影响C对象……,可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。

使用场景

  • 需要保存/恢复数据的相关状态场景。
  • 提供一个可回滚的操作。

优点

  • 观察者和被观察者是抽象耦合的。
  • 建立一套触发机制。

缺点

  • 如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话,将所有的观察者都通知到会花费很多时间。
  • 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃。
  • 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的,而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

Class Diagram

image.png

Subject(观察对象)

Subject角色表示观察对象。Subject角色定义了注册观察者和删除观察者的方法。此外,它还声明了“获取现在的状态”的方法。

ConcreteSubject(具体的观察对象)

ConcreteSubject角色表示具体的被观察对象。当自身状态发生变化后,它会通知所有已经注册的Observer角色。

Observer(观察者)

Observer角色负责接收来自Subject角色的状态变化的通知。为此,它声明了update方法。

ConcreteObserver(具体的观察者)

ConcreteObserver角色表示具体的Observer。当它的update方法吧被调用后,会去获取要观察的对象的最新状态。

Implementation

天气数据布告板会在天气信息发生改变时更新其内容,布告板有多个,并且在将来会继续增加。

image.png

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer o);

    void removeObserver(Observer o);

    void notifyObserver();
}
public class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList<>();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        notifyObserver();
    }

    @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 notifyObserver() {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
}
public interface Observer {
    void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
public class StatisticsDisplay implements Observer {

    public StatisticsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.reisterObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        System.out.println("StatisticsDisplay.update: " + temp + " " + humidity + " " + pressure);
    }
}
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {

    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
        System.out.println("CurrentConditionsDisplay.update: " + temp + " " + humidity + " " + pressure);
    }
}
public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);

        weatherData.setMeasurements(0, 0, 0);
        weatherData.setMeasurements(1, 1, 1);
    }
}

输出结果

CurrentConditionsDisplay.update: 0.0 0.0 0.0
StatisticsDisplay.update: 0.0 0.0 0.0
CurrentConditionsDisplay.update: 1.0 1.0 1.0
StatisticsDisplay.update: 1.0 1.0 1.0