设计模式(四) 观察者模式

1.观察者模式模式简介

定义

观察者模式（又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，属于行为型模式的一种，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个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变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

观察者模式结构图

在观察者模式中有如下角色：

Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，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对象。
ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者），该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
Observer：抽象观察者，是观察者者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
ConcrereObserver：具体观察者，实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

2.观察者模式简单实现

观察者模式这种发布-订阅的形式我们可以拿微信公众号来举例，假设微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者，有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号，当这个公众号更新时就会通知这些订阅的微信用户。好了我们来看看用代码如何实现：

抽象观察者（Observer）

里面定义了一个更新的方法：

public interface Observer {public void update(String message);
}

具体观察者（ConcrereObserver）

微信用户是观察者，里面实现了更新的方法：

public class WeixinUser implements Observer {// 微信用户名private String name;public WeixinUser(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name + "-" + message);}}

抽象被观察者（Subject）

抽象主题，提供了attach、detach、notify三个方法：

public interface Subject {/*** 增加订阅者* @param observer*/public void attach(Observer observer);/*** 删除订阅者* @param observer*/public void detach(Observer observer);/*** 通知订阅者更新消息*/public void notify(String message);
}

具体被观察者（ConcreteSubject）

微信公众号是具体主题（具体被观察者），里面存储了订阅该公众号的微信用户，并实现了抽象主题中的方法：

public class SubscriptionSubject implements Subject {//储存订阅公众号的微信用户private List<Observer> weixinUserlist = new ArrayList<Observer>();@Overridepublic void attach(Observer observer) {weixinUserlist.add(observer);}@Overridepublic void detach(Observer observer) {weixinUserlist.remove(observer);}@Overridepublic void notify(String message) {for (Observer observer : weixinUserlist) {observer.update(message);}}
}

客户端调用

public class Client {public static void main(String[] args) {SubscriptionSubject mSubscriptionSubject=new SubscriptionSubject();//创建微信用户WeixinUser user1=new WeixinUser("杨影枫");WeixinUser user2=new WeixinUser("月眉儿");WeixinUser user3=new WeixinUser("紫轩");//订阅公众号mSubscriptionSubject.attach(user1);mSubscriptionSubject.attach(user2);mSubscriptionSubject.attach(user3);//公众号更新发出消息给订阅的微信用户mSubscriptionSubject.notify("刘望舒的专栏更新了");}
}

结果

杨影枫-刘望舒的专栏更新了
月眉儿-刘望舒的专栏更新了
紫轩-刘望舒的专栏更新了

3.使用观察者模式的场景和优缺点

使用场景

关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系。
事件多级触发场景。
跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。

优点

解除耦合，让耦合的双方都依赖于抽象，从而使得各自的变换都不会影响另一边的变换。

缺点

在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率的问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂，而且在Java中消息的通知一般是顺序执行，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步实现。

4.Android中的观察者模式

android源码中也有很多使用了观察者模式，比如OnClickListener、ContentObserver、android.database.Observable等；还有组件通讯库RxJava、RxAndroid、EventBus；在这里将拿我们最常用的Adapter的notifyDataSetChanged()方法来举例：
当我们用ListView的时候，数据发生变化的时候我们都会调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法，这个方法定义在BaseAdaper中，我们来看看BaseAdaper的部分源码：

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {//数据集观察者private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();public boolean hasStableIds() {return false;}public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {mDataSetObservable.registerObserver(observer);}public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);}/*** 当数据集变化时，通知所有观察者*/public void notifyDataSetChanged() {mDataSetObservable.notifyChanged();}

很明显BaseAdapter用的是观察者模式，BaseAdapter是具体被观察者，接下来看看mDataSetObservable.notifyChanged()：

public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {public void notifyChanged() {synchronized(mObservers) {for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {mObservers.get(i).onChanged();}}}

我们看到了mObservers，这就是观察者的集合，这些观察者是在ListView通过setAdaper()设置Adaper时产生的：

@Overridepublic void setAdapter(ListAdapter adapter) {if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);}...super.setAdapter(adapter);if (mAdapter != null) {mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();mOldItemCount = mItemCount;mItemCount = mAdapter.getCount();checkFocus();//创建数据观察者mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();//注册观察者mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);...}

接下来看看观察者AdapterDataSetObserver中处理了什么：

class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {@Overridepublic void onChanged() {super.onChanged();if (mFastScroller != null) {mFastScroller.onSectionsChanged();}}@Overridepublic void onInvalidated() {super.onInvalidated();if (mFastScroller != null) {mFastScroller.onSectionsChanged();}}}

从上面的代码看不出什么，再看看AdapterDataSetObserver的父类AdapterView的AdapterDataSetObserver：

class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {private Parcelable mInstanceState = null;@Overridepublic void onChanged() {mDataChanged = true;mOldItemCount = mItemCount;mItemCount = getAdapter().getCount();if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);mInstanceState = null;} else {rememberSyncState();}checkFocus();//重新布局requestLayout();}...public void clearSavedState() {mInstanceState = null;}}

我们看到在onChanged()方法中调用了requestLayout()方法来重新进行布局。好了，看到这里我们都明白了，当ListView的数据发生变化时，我们调用Adapter的notifyDataSetChanged()方法，这个方法又会调用观察者们（AdapterDataSetObserver）的onChanged()方法，onChanged()方法又会调用requestLayout()方法来重新进行布局。