设计模式笔记二十：观察者模式 |更新版

观察者模式
当对象间存在一对多关系时（“多”需要知道“一”的状态或是行为变化），则使用观察者模式（Observer Pattern）。比如，当一个对象被修改时，则会自动通知它的依赖对象。观察者模式属于行为型模式。

意图：
定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

主要解决：
一个对象状态改变给其他对象通知的问题，而且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。

何时使用：
一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知，进行广播通知。

如何解决：
使用面向对象技术，可以将这种依赖关系弱化。

关键代码：
在抽象类里有一个 ArrayList 存放观察者们。

应用实例：
1、拍卖的时候，拍卖师观察最高标价，然后通知给其他竞价者竞价。
2、西游记里面悟空请求菩萨降服红孩儿，菩萨洒了一地水招来一个老乌龟，这个乌龟就是观察者，他观察菩萨洒水这个动作。

优点：
1、观察者和被观察者是抽象耦合的。
2、建立一套触发机制。

缺点：
1、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。
2、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。
3、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。

使用场景：
1、有多个子类共有的方法，且逻辑相同。
2、重要的、复杂的方法，可以考虑作为模板方法。

注意事项：
1、JAVA 中已经有了对观察者模式的支持类。
2、避免循环引用。
3、如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，一般采用异步方式。

* 代码实现*
观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。
ObserverPatternDemo，我们的演示类使用 Subject 和实体类对象来演示观察者模式。
观察者模式的 UML 图

步骤 1
创建 Subject 类。
Subject.java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();private int state;public int getState() {return state;}public void setState(int state) {this.state = state;notifyAllObservers();}public void attach(Observer observer){observers.add(observer);      }public void notifyAllObservers(){for (Observer observer : observers) {observer.update();}}
}

步骤 2

创建 Observer 类。
Observer.java

public abstract class Observer {protected Subject subject;public abstract void update();
}

步骤 3
创建实体观察者类。
BinaryObserver.java

public class BinaryObserver extends Observer{public BinaryObserver(Subject subject){this.subject = subject;this.subject.attach(this);}@Overridepublic void update() {System.out.println( "Binary String: " + Integer.toBinaryString( subject.getState() ) ); }
}

OctalObserver.java

public class OctalObserver extends Observer{public OctalObserver(Subject subject){this.subject = subject;this.subject.attach(this);}@Overridepublic void update() {System.out.println( "Octal String: " + Integer.toOctalString( subject.getState() ) ); }
}

HexaObserver.java

public class HexaObserver extends Observer{public HexaObserver(Subject subject){this.subject = subject;this.subject.attach(this);}@Overridepublic void update() {System.out.println( "Hex String: " + Integer.toHexString( subject.getState() ).toUpperCase() ); }
}

步骤 4

使用 Subject 和实体观察者对象。
ObserverPatternDemo.java
public class ObserverPatternDemo {public static void main(String[] args) {Subject subject = new Subject();new HexaObserver(subject);new OctalObserver(subject);new BinaryObserver(subject);System.out.println("First state change: 15"); subject.setState(15);System.out.println("Second state change: 10");    subject.setState(10);}
}

步骤 5
验证输出。

First state change: 15
Hex String: F
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Hex String: A
Octal String: 12
Binary String: 1010

模拟写个Android的mediaplayer的listener的播放分发吧，注意：只是模拟，建的是Java项目
Media .class(相当于上面的subject) 内部接口PlayingListener相当于上面的Observer 类

public class Media {static Media s_instance = null;// Create Singletonpublic static Media getInstance() {synchronized (Media.class) {if (null == s_instance) {s_instance = new Media();}return s_instance;}}private Media() {}public void play(){//this is just for testsendPlayingMessageActivitis("play one song copelete ");}public interface PlayingListener {public void onMediaPlayNotify(String process);}private final ArrayList<PlayingListener> m_MediaPlayListeners = new ArrayList<PlayingListener>();private void sendPlayingMessageActivitis(String process) {String notifyInfo = process;// this can be objectfor (int i = 0; i < m_MediaPlayListeners.size(); i++) {m_MediaPlayListeners.get(i).onMediaPlayNotify(notifyInfo);}}/* Add listener function */public void addMediaPlayerListener(PlayingListener listener) {synchronized (m_MediaPlayListeners) {// if current listener is nullif (null == listener)return;// if do not contains this listener, add to the memberSDUSBNotifyIDif (!m_MediaPlayListeners.contains(listener)) {m_MediaPlayListeners.add(listener);}}};/* Remove the listener */public void removeMediaPlayerListener(PlayingListener listener) {synchronized (m_MediaPlayListeners) {// if current listener is nullif (null == listener)return;int iIndex = m_MediaPlayListeners.indexOf(listener);if (iIndex >= 0) {m_MediaPlayListeners.remove(iIndex);}}};}

Activities类（相当于上面的各个观察者的实现类）

public class Activity1 {public void Listen() {Media.getInstance().addMediaPlayerListener(new PlayingListener() {@Overridepublic void onMediaPlayNotify(String process) {System.out.println("activity1 listen" + process);}});}
}

public class Activity2 {public void Listen() {Media.getInstance().addMediaPlayerListener(new PlayingListener() {@Overridepublic void onMediaPlayNotify(String process) {System.out.println("activity2 listen" + process);}});}
}

public class Activity3 {public void Listen() {Media.getInstance().addMediaPlayerListener(new PlayingListener() {@Overridepublic void onMediaPlayNotify(String process) {System.out.println("activity3 listen" + process);}});}
}

验证类

public class Client {public static void main(String[] args) {Activity1 a1 = new Activity1();Activity2 a2 = new Activity2();Activity3 a3 = new Activity3();a1.Listen();a2.Listen();a3.Listen();Media.getInstance().play();}
}

验证结果：

activity1 listenplay one song copelete
activity2 listenplay one song copelete
activity3 listenplay one song copelete

具体分布：

更新 170311

组成部分：

被观察者：

1存储观察者的List
2addListener方法，用于将被观察者添加到List
3notify接口，用于通知观察者变化

观察者抽象类：

被观察者变化时，观察者处理方法（由于观察者可能分多种种类，为了程序结构化，统一实现一个接口）

观察者扩展类：

扩展观察者抽象类，实现被观察者变化时观察者处理的方法。

交互方式：当被观察者发生变化，通过被观察者中存储的观察者的List获取观察者的实例进行交互。

另外：察者扩展类的构造函数中的参数是可省略的，（看案例一）加入这个被观察者对象是有优势的：可以在观察者扩展类的构造函数中直接将被观察者对象传入，并将观察者绑定到被观察者上，这样就不需要被观察者调用接口一次次绑定监听了。

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更新 170311

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