Java观察者模式(Observer)
观察者模式java GOF23种设计模式中的一种。在最近介绍的Redis和ActiveMQ中都涉及到了观察者模式,所以我们在本文详细介绍下此模式:
观察者模式
观察者模式又称为发布/订阅(Publish/Subscribe)模式,在对象之间定义了一对多的依赖,这样一来,当一个对象改变状态,依赖它的对象会收到通知并自动更新.
一、概述
1. 使用场景
广播机制场景
- 聊天室程序的创建。服务器创建好后,A,B,C三个客户端连上来公开聊天。A向服务器发送数据,服务器端聊天数据改变。我们希望将这些聊天数据分别发给他在线的客户。也就是说,每个客户端需要更新服务器端得数据。
- 网站上,很多人订阅了”java主题”的新闻。当有这个主题新闻时,就会将这些新闻发给所有订阅的人。
- 大家一起玩CS游戏时,服务器需要将每个人的方位变化发给所有的客户
上面这些场景,我们都可以使用观察者模式来处理。我们可以把多个订阅者、客户称之为观察者; 需要同步给多个订阅者的数据封装到对象中,称之为目标.
2. UML类图
3. 核心角色
抽象被观察者角色:
也就是一个抽象主题,它把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中,每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口,可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。
抽象观察者角色:
为所有的具体观察者定义一个接口,在得到主题通知时更新自己。
具体被观察者角色:
也就是一个具体的主题,在集体主题的内部状态改变时,所有登记过的观察者发出通知。
具体观察者角色:
实现抽象观察者角色所需要的更新接口,一边使本身的状态与制图的状态相协调。
二、手动实现观察者模式
1.定义抽象被观察者角色
package com.dpb.observer;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/*** 观察者模式:目标对象模板* @author dengp**/
public interface Subject<T> {// 存储订阅者List<Observer> list = new ArrayList<>();// 注册订阅者public void registerObserver(T obs);// 移除订阅者public void removeObserver(T obs);//通知所有的观察者更新状态public void notifyAllObservers();
}
2.定义抽象观察者角色
/*** 观察者模式:定义观察者 * @author dengp**/
public interface Observer {void update(Subject subject);
}
3.定义具体被观察者角色
/*** 观察者模式:目标对象(主体对象 topic)* @author dengp**/
public class ConcreteSubject implements Subject<Observer> {private int state;public int getState() {return state;}public void setState(int state) {this.state = state;//主题对象(目标对象)值发生了变化,请通知所有的观察者this.notifyAllObservers();}@Overridepublic void notifyAllObservers() {for (Observer obs : list) {// 更新每一个观察者中的信息obs.update(this);}}@Overridepublic void registerObserver(Observer obs) {// TODO Auto-generated method stublist.add(obs);}@Overridepublic void removeObserver(Observer obs) {// TODO Auto-generated method stublist.remove(obs);}
}
4.定义具体观察者角色
package com.dpb.observer;/*** 观察者模式:观察者 实现* @author dengp**/
public class ObserverA implements Observer {//myState需要跟目标对象的state值保持一致!private int myState; /*** 更新为和目标对象的值一致*/@Overridepublic void update(Subject subject) {myState = ((ConcreteSubject)subject).getState();}public int getMyState() {return myState;}public void setMyState(int myState) {this.myState = myState;}
}
5.测试
package com.dpb.observer;public class Client {public static void main(String[] args) {//目标对象ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();//创建多个观察者ObserverA obs1 = new ObserverA();ObserverA obs2 = new ObserverA();ObserverA obs3 = new ObserverA();//将这三个观察者添加到subject对象的观察者队伍中subject.registerObserver(obs1);subject.registerObserver(obs2);subject.registerObserver(obs3);//改变subject的状态subject.setState(3000);System.out.println("########################");//我们看看,观察者的状态是不是也发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState());//改变subject的状态subject.setState(30);System.out.println("########################");//我们看看,观察者的状态是不是也发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState());//改变subject的状态subject.setState(99);System.out.println("########################");//我们看看,观察者的状态是不是也发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState());}
}
三、Java内置观察者模式实现
在java.util包中包含有基本的Observer接口和Observable抽象类.功能上和Subject接口和Observer接口类似.不过在使用上,就方便多了,因为许多功能比如说注册,删除,通知观察者的那些功能已经内置好了.
1.定义具体被观察者
package com.dpb.observer2;import java.util.Observable;/*** 目标对象* 继承 Observable* @author dengp**/
public class ConcreteSubject extends Observable {private int state; public void set(int s){state = s; //目标对象的状态发生了改变setChanged(); //表示目标对象已经做了更改notifyObservers(state); //通知所有的观察者}public int getState() {return state;}public void setState(int state) {this.state = state;}
}
观察者只需要继承Observable父类。发送消息的方式执行如下两行代码即可
setChanged(); //表示目标对象已经做了更改
notifyObservers(state); //通知所有的观察者
Observable源码对应的是:
2.定义具体观察者
package com.dpb.observer2;import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
/*** 观察者模式:观察者(消息订阅者)* 实现Observer接口* @author dengp**/
public class ObserverA implements Observer {private int myState;@Overridepublic void update(Observable o, Object arg) {myState = ((ConcreteSubject)o).getState();}public int getMyState() {return myState;}public void setMyState(int myState) {this.myState = myState;}
}
观察者也就是订阅者只需要实现Observer接口并重写相关update方法即可,在目标实现中我们发现触发的时候执行的就是观察者的update方法。
3.测试
package com.dpb.observer2;public class Client {public static void main(String[] args) {//创建目标对象ObserableConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();//创建观察者ObserverA obs1 = new ObserverA();ObserverA obs2 = new ObserverA();ObserverA obs3 = new ObserverA();//将上面三个观察者对象添加到目标对象subject的观察者容器中subject.addObserver(obs1);subject.addObserver(obs2);subject.addObserver(obs3);//改变subject对象的状态subject.set(3000);System.out.println("===============状态修改了!");//观察者的状态发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState());subject.set(600);System.out.println("===============状态修改了!");//观察者的状态发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState());//移除一个订阅者subject.deleteObserver(obs2);subject.set(100);System.out.println("===============状态修改了!");//观察者的状态发生了变化System.out.println(obs1.getMyState());System.out.println(obs2.getMyState());System.out.println(obs3.getMyState()); }
}
这样就实现了官方提供观察者模式,其实这里的Observable和Observer和我们前面自定义的Subject和Observer差不多,只是考虑的比我全面罢了。
四、开发中的常用场景:
- 聊天室程序的,服务器转发给所有客户端
- 网络游戏(多人联机对战)场景中,服务器将客户端的状态进行分发
- 邮件订阅
- Servlet中,监听器的实现
- Android中,广播机制
- JDK的AWT中事件处理模型,基于观察者模式的委派事件模型(DelegationEventModel)
• 事件源----------------目标对象
• 事件监听器------------观察者 - 京东商城中,群发某商品打折信息
Java代理模式
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