学习笔记 ---- 设计模式之观察者模式

转载：http://www.cnblogs.com/shitouer/archive/2011/09/02/2164048.html

Head First里边给出的场景是：

客户需要这样一个App：一个WheatherData类可以从气象站获得气象信息（temperature, humidity, pressure and so on）.一旦这些信息改变，就会更新气象站的三个公告板（CurrentConditionBulletin, StatisticsBulletin and ForecastBulletin, 另外，用户还可以随时增加/删除/更改自己的布告板）。

客户给出了WheatherData的类图：

结合以上描述和类图我们已知：

1. 由Getter可以或得气象信息

2. 一旦气象信息有改变，调用measurementsChanged()方法更新所有的布告板

3. 现在需要三个布告板

4. Customer可以定义自己的布告板

首先看一个不好的实现：

publicclass WeatherData {       
 
        publicvoid MeasurementsChanged()
        {
            floattemp = getTemperature(); 
            floathumidity = getHumidity(); 
            floatpressure = getPressure();
            currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure); 
            statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
            forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
        }
}

?

　　为什么不好呢？可以从已经知道的几个设计原则入手：

1. 找出程序中变化的部分，将其与固定不变的部分隔离

在这个场景中，变化的是布告栏的类型和数量，在这个不好的例子中，我们改变布告栏的类型和数量，势必要修改WheatherData这个类。如何才能可以随意修改布告栏的数量和类型，却不用修改WheatherData类呢？

2. 针对接口编程，不针对实现编程

明显，statisticsDisplay，statisticsDisplay，forecastDisplay均是具体的实现的编程，如果以后我们增加修改布告栏，都必须修改这段程序。而且三个方法( update() )的名字和参数相同，一个统一的接口可行？

可以根据报纸订阅业务对观察者模式有一个简单的了解：

观察者模式类图：

Subject

主题接口，也即可观察者（Observable），对象使用此接口注册为观察者，或者把自己从观察着中删除。每个主题可以有多个观察者。

ConcreteSubject

一个具体主题实现了主题接口，除了注册和撤销之外，具体主题还实现了notifyObservers()方法，这个方法用来在主题状态改变时更行所有的观察者。具体主题也可能有设置和获取状态的方法。

Observer

所有潜在的观察者必须实现观察者接口，这个接口只有update()方法，当主题改变时，它被调用。

ConcreteObserver

具体的观察者可以是任何实现了Observer接口的类。观察者必须注册具体主题，一边接收更新。

基本原则：为了交互对象之间的松耦合设计而努力

观察者模式的定义：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，它的所有的依赖者都会收到通知并自动更新。

观察者模式中，一对多的关系体现在哪里？

这个模式中，主题是具有状态的对象，并且可以控制这个状态，也就是说，是一个具有“状态”的主题。

另一方面，观察者使用这些状态，虽然这些状态并不属于他们。有多个观察者，依靠主题来告诉他们主题状态何时变了。

这就产生了一个关系，一个“主题”对多个“观察者”的关系

松耦合设计威力体现在哪里？

当两个对象松耦合，他们依然可以交互，但是不太清楚彼此的细节。观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者松耦合。

下面我们根据观察者模式来画出开篇WheatherStation的类图：

代码如下

  ISubject：
?
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(
        comment="ISubject: Interface of Observer Pattern"
)
publicinterface ISubject {
    voidregisterObserver(IObserver o);
    voiddeleteObserver(IObserver o);
    voidnotifyObservers();
}
　　IObserver：
?
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(
        comment="IObserver: Interface of Observer Pattern"
)
publicinterface IObserver {
    voidupdate(floattemp, floathumidity, floatpressure);
}
　　实现了ISubject接口的WheatherData：
?
importjava.util.ArrayList;
 
importorg.jpatterns.gof.ObserverPattern;
 
@ObserverPattern(comment = "WheatherData: Concrete Subject of Observer Pattern")
publicclass WheatherData implementsISubject {
    privateArrayList<IObserver> observers;
    privatefloat temperature;
    privatefloat humidity;
    privatefloat pressure;
 
    publicWheatherData() {
        this.observers = newArrayList<IObserver>();
    }
 
    @Override
    publicvoid registerObserver(IObserver o) {
        observers.add(o);
    }
 
    @Override
    publicvoid deleteObserver(IObserver o) {
        if(observers.indexOf(o) >= 0) {
            observers.remove(o);
        }
    }
 
    @Override
    publicvoid notifyObservers() {
        for(inti = 0; i < observers.size(); i++) {
            IObserver observer = observers.get(i);
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
 
    publicvoid measurementsChanged() {
        this.notifyObservers();
    }
 
    publicvoid setMeasurements(floattemperature, floathumidity, floatpressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        this.measurementsChanged();
    }
}
　　实现了IObserver接口的一个Bulletin：
?
publicclass CurrentConditionsBulletin implementsIObserver, IDisplayElement {
 
    privatefloat temperature;
    privatefloat humidity;
    privateISubject wheatherData;
 
    publicCurrentConditionsBulletin(ISubject wheatherData) {
        this.wheatherData = wheatherData;
        wheatherData.registerObserver(this);
    }
 
    @Override
    publicvoid update(floattemp, floathumidity, floatpressure) {
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        this.display();
    }
 
    @Override
    publicvoid display() {
        System.out.println("Current Conditions: " + this.temperature
                +"F Degrees and " + this.humidity + "% Humidity");
    }
}
　　创建气象站，将程序run起来：
?
publicclass WheatherStation {
 
    publicstatic void main(String[] args) {
        WheatherData wheatherData = newWheatherData();
        IObserver o1 = newCurrentConditionsBulletin(wheatherData);
        IObserver o2 = newStatisticsBulletin(wheatherData);
        IObserver o3 = newForecastBulletin(wheatherData);
        IObserver o4 = newCustomBulletin(wheatherData);//自定义的
        wheatherData2.setMeasurements(20,20,20);
    }
 
}

　　省略了好多注释啊，想好好理解，还是推荐去看HeadFirst吧，说实话，真本书真好！

其实在java中已经有内置的观察者模式。java.util中的Observable（类）和Observer（接口）。但是缺点不少，例如违反了：针对接口变成，而不是针对实现编程和多用组合少用继承两个原则，而且起nofify也依赖顺序。

观察者模式的要点：

观察者定义了对象之间一对多的关系。

主题用一个共同的接口来更新观察者。

观察者和可观察者之间用松耦合方式结合，可观察者不知道观察者的细节，只知道观察者实现了观察者接口。

使用此模式，可以从可观察者推或者拉数据。

有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序。

要注意java.util.Observable实现上带来的问题。

如果有必要的话，可以实现自己的Observable。

观察者模式的应用

观察者模式的优点

观察者和可观察者之间是抽象耦合

建立了一套完整的触发链

观察者模式的缺点

多级触发的效率问题

Java中消息的通知默认是顺序执行的，一个观察者卡壳，会影响整体的效率

观察者模式的使用场景

可拆分的关联行为场景

事件多级触发的场景

跨系统的消息交换场景