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Java中的设计模式(七):观察者模式

来源:必威体育20万提不出来   发布时间:2019-11-28   点击量:342

介绍

观察者模式是行为设计模式之一。当您对对象的状态感兴趣并希望在有任何更改时收到通知时,观察者设计模式非常有用。在观察者模式中,监视另一个对象状态的对象称为Observer,正在被监视的对象称为Subject。根据GoF,观察者设计模式的意图是;

定义对象之间的一对多依赖关系,以便当一个对象更改状态时,将自动通知和更新其所有依赖项。

Subject包含一个观察者列表,用于通知其状态的任何变化,因此它应该提供观察者可以注册和注销自己的方法。Subject还包含一种方法,用于通知所有观察者任何更改,并且可以在通知观察者时发送更新,或者它可以提供另一种方法来获取更新。

Observer应该有一个方法来设置要监视的对象,以及Subject将使用的另一个方法来通知它们任何更新。Java提供了内置平台,用于通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口实现Observer模式。但是它没有被广泛使用,因为实现非常简单,并且大多数时候我们不希望最终扩展类只是为了实现Observer模式,因为java不在类中提供多重继承。

Java消息服务(JMS)使用Observer设计模式以及Mediator模式,允许应用程序订阅数据并将数据发布到其他应用程序。

模型 - 视图 - 控制器(MVC)框架也使用Observer模式,其中Model是Subject,而Views是观察者,可以注册以获得对模型的任何更改的通知。

观察者模式Java示例

对于我们的观察者模式java程序示例,我们将实现一个简单的Subject,观察者可以注册到这个Subject。每当有任何新消息发布到Subject时,将通知所有寄存器观察者并且他们可以使用该消息。

根据Subject的要求,这里是基础Subject接口,它定义了由任何具体Subject实现的契约方法。

package com.journaldev.design.observer;public interface Subject { //methods to register and unregister observers public void register(Observer obj); public void unregister(Observer obj); //method to notify observers of change public void notifyObservers(); //method to get updates from subject public Object getUpdate(Observer obj); }

接下来我们将为Observer创建契约,将有一个方法将Subject附加到观察者,以及Subject要用来通知任何更改的另一个方法。

package com.journaldev.design.observer;public interface Observer { //method to update the observer, used by subject public void update(); //attach with subject to observe public void setSubject(Subject sub);}

现在我们的契约准备好了,让我们继续我们Subject的具体实施。

package com.journaldev.design.observer;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MyTopic implements Subject { private List<Observer> observers; private String message; private boolean changed; private final Object MUTEX= new Object(); public MyTopic(){ this.observers=new ArrayList<>(); } @Override public void register(Observer obj) { if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer"); synchronized (MUTEX) { if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj); } } @Override public void unregister(Observer obj) { synchronized (MUTEX) { observers.remove(obj); } } @Override public void notifyObservers() { List<Observer> observersLocal = null; //synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notified synchronized (MUTEX) { if (!changed) return; observersLocal = new ArrayList<>(this.observers); this.changed=false; } for (Observer obj : observersLocal) { obj.update(); } } @Override public Object getUpdate(Observer obj) { return this.message; } //method to post message to the topic public void postMessage(String msg){ System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg); this.message=msg; this.changed=true; notifyObservers(); }}

注册和取消注册观察者的方法实现非常简单,额外的方法是postMessage(),户端应用程序将使用它将String消息发布到主题。请注意布尔变量,以跟踪主题状态的变化并用于通知观察者。此变量是必需的,因此如果没有更新并且某人调用notifyObservers(),则它不会向观察者发送错误通知。

还要注意在notifyObservers()方法中使用同步,以确保仅将通知发送给在将消息发布到主题之前注册的观察者。

以下是将观察主题的观察者的实施。

package com.journaldev.design.observer;public class MyTopicSubscriber implements Observer { private String name; private Subject topic; public MyTopicSubscriber(String nm){ this.name=nm; } @Override public void update() { String msg = (String) topic.getUpdate(this); if(msg == null){ System.out.println(name+":: No new message"); }else System.out.println(name+":: Consuming message::"+msg); } @Override public void setSubject(Subject sub) { this.topic=sub; }}

注意update()方法的实现,它调用Subject getUpdate()方法来获取要使用的消息。我们可以通过将message作为参数传递给update()方法来避免这种调用。

这是一个简单的测试程序,用于使用我们的Subject主题实现。

package com.journaldev.design.observer;public class ObserverPatternTest { public static void main(String[] args) { //create subject MyTopic topic = new MyTopic(); //create observers Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1"); Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2"); Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3"); //register observers to the subject topic.register(obj1); topic.register(obj2); topic.register(obj3); //attach observer to subject obj1.setSubject(topic); obj2.setSubject(topic); obj3.setSubject(topic); //check if any update is available obj1.update(); //now send message to subject topic.postMessage("New Message"); }}

当我们运行上面的程序时,我们得到以下输出。

Obj1:: No new messageMessage Posted to Topic:New MessageObj1:: Consuming message::New MessageObj2:: Consuming message::New MessageObj3:: Consuming message::New Message

Java观察者模式类图

观察者设计模式也称为发布 - 订阅模式。其中一些实现是:

Swing中的java.util.EventListenerjavax.servlet.http.HttpSessionBindingListenerjavax.servlet.http.HttpSessionAttributeListenerjava.util.Observerjava.util.EventListenerjavax.servlet.http.HttpSessionBindingListener

适用场景:

在以下任何一种情况下使用Observer模式

在一个对象中进行更改会导致其他对象发生更改当抽象有两个方面时,一个依赖于另一个。将这些方面封装在单独的对象中可让您独立地改变和重用它们。当一个对象的更改需要更改其他对象时,您不知道需要更改多少个对象。当一个对象应该能够通知其他对象而不假设这些对象是谁。换句话说,您不希望这些对象紧密耦合。

这就是java中的Observer设计模式,我希望你喜欢它。与评论分享您的爱,并与他人分享。翻译于:observer-design-pattern-in-java

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