Java中的設計模式(七):觀察者模式
介紹
觀察者模式是行為設計模式之一。當您對對象的狀態感興趣並希望在有任何更改時收到通知時,觀察者設計模式非常有用。在觀察者模式中,監視另一個對象狀態的對象稱為Observer,正在被監視的對象稱為Subject。
根據GoF,觀察者設計模式的意圖是;
定義對象之間的一對多依賴關系,以便當一個對象更改狀態時,將自動通知和更新其所有依賴項。
Subject包含一個觀察者列表,用於通知其狀態的任何變化,因此它應該提供觀察者可以註冊和註銷自己的方法。Subject還包含一種方法,用於通知所有觀察者任何更改,並且可以在通知觀察者時發送更新,或者它可以提供另一種方法來獲取更新。
Observer應該有一個方法來設置要監視的對象,以及Subject將使用的另一個方法來通知它們任何更新。
Java消息服務(JMS)使用Observer設計模式以及Mediator模式,允許應用程序訂閱數據並將數據發布到其他應用程序。
模型 - 視圖 - 控制器(MVC)框架也使用Observer模式,其中Model是Subject,而Views是觀察者,可以註冊以獲得對模型的任何更改的通知。
觀察者模式Java示例
對於我們的觀察者模式java程序示例,我們將實現一個簡單的Subject,觀察者可以註冊到這個Subject。每當有任何新消息發布到Subject時,將通知所有寄存器觀察者並且他們可以使用該消息。
根據Subject的要求,這裏是基礎Subject接口,它定義了由任何具體Subject實現的契約方法。
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); }
接下來我們將為Observer創建契約,將有一個方法將Subject附加到觀察者,以及Subject要用來通知任何更改的另一個方法。
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);
}
現在我們的契約準備好了,讓我們繼續我們Subject的具體實施。
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();
}
}
註冊和取消註冊觀察者的方法實現非常簡單,額外的方法是postMessage(),戶端應用程序將使用它將String消息發布到主題。請註意布爾變量,以跟蹤主題狀態的變化並用於通知觀察者。此變量是必需的,因此如果沒有更新並且某人調用notifyObservers(),則它不會向觀察者發送錯誤通知。
還要註意在notifyObservers()方法中使用同步,以確保僅將通知發送給在將消息發布到主題之前註冊的觀察者。
以下是將觀察主題的觀察者的實施。
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;
}
}
註意update()方法的實現,它調用Subject getUpdate()方法來獲取要使用的消息。我們可以通過將message作為參數傳遞給update()方法來避免這種調用。
這是一個簡單的測試程序,用於使用我們的Subject主題實現。
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");
}
}
當我們運行上面的程序時,我們得到以下輸出。
Obj1:: No new message
Message Posted to Topic:New Message
Obj1:: Consuming message::New Message
Obj2:: Consuming message::New Message
Obj3:: Consuming message::New Message
Java觀察者模式類圖
觀察者設計模式也稱為發布 - 訂閱模式。其中一些實現是:
- Swing中的java.util.EventListener
- javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
- javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
- java.util.Observer
- java.util.EventListener
- javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
適用場景:
在以下任何一種情況下使用Observer模式
- 在一個對象中進行更改會導致其他對象發生更改
- 當抽象有兩個方面時,一個依賴於另一個。將這些方面封裝在單獨的對象中可讓您獨立地改變和重用它們。
- 當一個對象的更改需要更改其他對象時,您不知道需要更改多少個對象。
- 當一個對象應該能夠通知其他對象而不假設這些對象是誰。換句話說,您不希望這些對象緊密耦合。
這就是java中的Observer設計模式,我希望你喜歡它。與評論分享您的愛,並與他人分享。
翻譯於:observer-design-pattern-in-java
Java中的設計模式(七):觀察者模式