系统设计与建模


设计模式之Observer - 观察者模式

2007-12-06 21:22Update
TAGS: 设计模式 | GoF | Design Pattern

LifevV.COM编辑部

Observer模式也叫观察者模式,是由GoF提出的23种软件设计模式的一种。Observer模式是行为模式之一,它的作用是当一个对象的状态发生变化时,能够自动通知其他关联对象,自动刷新对象状态。

本文介绍设计模式中的(Observer)模式的概念,用法,以及实际应用中怎么样使用Observer模式进行开发。

Observer模式的概念
Observer模式是行为模式之一,它的作用是当一个对象的状态发生变化时,能够自动通知其他关联对象,自动刷新对象状态。
Observer模式提供给关联对象一种同步通信的手段,使某个对象与依赖它的其他对象之间保持状态同步。

Observer模式的典型应用
- 侦听事件驱动程序设计中的外部事件
- 侦听/监视某个对象的状态变化
- 发布者/订阅者(publisher/subscriber)模型中,当一个外部事件(新的产品,消息的出现等等)被触发时,通知邮件列表中的订阅者

Observer模式的优点
- 对象之间可以进行同步通信
- 可以同时通知一到多个关联对象
- 对象之间的关系以松耦合的形式组合,互不依赖

Observer模式的结构

[图形出自:wikimedia.org]

Observer模式的角色:
Subject(被观察者)
    被观察的对象。当需要被观察的状态发生变化时,需要通知队列中所有观察者对象。Subject需要维持(添加,删除,通知)一个观察者对象的队列列表。
ConcreteSubject
    被观察者的具体实现。包含一些基本的属性状态及其他操作。
Observer(观察者)
    接口或抽象类。当Subject的状态发生变化时,Observer对象将通过一个callback函数得到通知。
ConcreteObserver
    观察者的具体实现。得到通知后将完成一些具体的业务逻辑处理。

JDK对Observer模式的支持
JDK提供了对observer设计模式的支持:
- 通过java.util.Observable类扮演Subject角色,一个类只需通过继承java.util.Observable类便可担当ConcreteSubject角色;
- 通过java.util.Observer接口扮演Observer角色,一个类只需实现java.util.Observer接口便可担当ConcreteObserver角色。
- java.util.Observable的实现类通过调用setChanged()方法以及notifyObservers(Object)方法便可简单地通知Observer。
当然,我们也可以不使用JDK提供的类与接口而自己实现Observer模式。

Observer模式的应用范例

下面,我们使用JDK提供的接口与类来实现一个Observer模式用来模拟新闻订阅操作:
当一个新闻被发表时,系统一方面需要通知管理者审阅;另一方面需要通知订阅者。

文件一览:
Client
    测试类。
NewsPublisher
    相当于ConcreteSubject角色。该类继承相当于Subject角色的java.util.Observable类。
SubscriberObserver
    相当于ConcreteObserver角色。该类实现了相当于Observer角色的java.util.Observer接口。当NewsPublisher对象发生变化时得到通知,并向订阅者发送订阅邮件。
ManagerObserver
    相当于ConcreteObserver角色。该类实现了相当于Observer角色的java.util.Observer接口。当NewsPublisher对象发生变化时得到通知,并向管理者发送消息邮件。
News
    封装了新闻数据的类,与Observer模式无直接关系。

代码:
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

public class Client {

    /**
     * Test Observer Pattern
     * --
     * 
     */
    public static void main(String[] args) {
        NewsPublisher publisher = new NewsPublisher();
        //添加观察者对象
        publisher.addObserver(new SubscriberObserver());
        publisher.addObserver(new ManagerObserver());
        
        //发布新闻,触发通知事件
        publisher.publishNews("Hello news", "news body");
    }
}


/**
 * Subject ROLE
 * NewsPublisher: news publisher
 *
 */
class NewsPublisher extends Observable {
    public void publishNews(String newsTitle, String newsBody) {
        News news = new News(newsTitle, newsBody);
        setChanged();       //通过setChanged()方法标明对象的状态已发生变化
        
        System.out.println("News published:" + newsTitle);
        this.notifyObservers(news);   //通知各Observer,并发送一个名为news对象的消息
        
        //other process ... such as save news to database
    }
}

/**
 * Observer ROLE
 * 
 */
class SubscriberObserver implements Observer {
    
    public void update(Observable observee, Object param) {
        if (param instanceof News) {
            mail2Subscriber((News)param);
        }
    }
    
    private void mail2Subscriber(News news) {
        System.out.println("Mail to subscriber. A news published with title:" + news.getTitle());
    }
}

/**
 * Observer ROLE
 * 
 */
class ManagerObserver implements Observer {
    
    public void update(Observable observee, Object param) {
        if (param instanceof News) {
            mail2Manager((News)param);
        }
    }
    
    private void mail2Manager(News news) {
        System.out.println("Mail to Manager. A news published with title:" + news.getTitle());
    }
}

//data entity
class News {
    private String title;
    private String body;
    
    public News(String title, String body) {
        this.title = title;
        this.body = body;
    }
    
    public String getBody() {
        return body;
    }
    public void setBody(String body) {
        this.body = body;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
}



执行Client,输出结果:
C:\Observer>javac *.java
C:\Observer>java Client
News published:Hello news
Mail to Manager. A news published with title:Hello news
Mail to subscriber. A news published with title:Hello news
C:\Observer>
NewsPublisher通过setChanged()与notifyObservers(Object)方法通知Observer对象SubscriberObserver与ManagerObserver。


参考资料:

Observer pattern (Wikipedia)
Observer Pattern in Java
Observer pattern discussion with 1-page examples in C++ and Java
 
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