設計模式之觀察者模式詳解

定義：定義對象間一種一對多的依賴關系，使得當每一個對象改變狀態，則所有依賴於它的對象都會得到通知並自動更新。

類型：行為類模式

類圖：

在軟件系統中經常會有這樣的需求：如果一個對象的狀態發生改變，某些與它相關的對象也要隨之做出相應的變化。比如，我們要設計一個右鍵菜單的功能，只要在軟件的有效區域內點擊鼠標右鍵，就會彈出一個菜單；再比如，我們要設計一個自動部署的功能，就像Eclipse開發時，只要修改了文件，eclipse就會自動將修改的文件部署到服務器中。這兩個功能有一個相似的地方，那就是一個對象要時刻監聽著另一個對象，只要它的狀態一發生改變，自己隨之要做出相應的行動。其實，能夠實現這一點的方案很多，但是，無疑使用觀察者模式是一個主流的選擇。

觀察者模式的結構

在最基礎的觀察者模式中，包括以下四個角色：

• 被觀察者：從類圖中可以看到，類中有一個用來存放觀察者對象的Vector容器（之所以使用Vector而不使用List，是因為多線程操作時，Vector在是安全的，而List則是不安全的），這個Vector容器是被觀察者類的核心，另外還有三個方法：attach方法是向這個容器中添加觀察者對象；detach方法是從容器中移除觀察者對象；notify方法是依次調用觀察者對象的對應方法。這個角色可以是接口，也可以是抽象類或者具體的類，因為很多情況下會與其他的模式混用，所以使用抽象類的情況比較多。
• 觀察者：觀察者角色一般是一個接口，它只有一個update方法，在被觀察者狀態發生變化時，這個方法就會被觸發調用。
• 具體的被觀察者：使用這個角色是為了便於擴展，可以在此角色中定義具體的業務邏輯。
• 具體的觀察者：觀察者接口的具體實現，在這個角色中，將定義被觀察者對象狀態發生變化時所要處理的邏輯。

觀察者模式代碼實現

abstract class Subject {
	private Vector<Observer> obs = new Vector<Observer>();

	public void addObserver(Observer obs){
		this.obs.add(obs);
	}
	public void delObserver(Observer obs){
		this.obs.remove(obs);
	}
	protected void notifyObserver(){
		for(Observer o: obs){
			o.update();
		}
	}
	public abstract void doSomething();
}

class ConcreteSubject extends Subject {
	public void doSomething(){
		System.out.println("被觀察者事件反生");
		this.notifyObserver();
	}
}
interface Observer {
	public void update();
}
class ConcreteObserver1 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("觀察者1收到信息，並進行處理。");
	}
}
class ConcreteObserver2 implements Observer {
	public void update() {
		System.out.println("觀察者2收到信息，並進行處理。");
	}
}

public class Client {
	public static void main(String[] args){
		Subject sub = new ConcreteSubject();
		sub.addObserver(new ConcreteObserver1()); //添加觀察者1
		sub.addObserver(new ConcreteObserver2()); //添加觀察者2
		sub.doSomething();
	}
}

運行結果

被觀察者事件反生

觀察者1收到信息，並進行處理。

觀察者2收到信息，並進行處理。

通過運行結果可以看到，我們只調用了Subject的方法，但同時兩個觀察者的相關方法都被同時調用了。仔細看一下代碼，其實很簡單，無非就是在Subject類中關聯一下Observer類，並且在doSomething方法中遍歷一下Observer的update方法就行了。

觀察者模式的優點

觀察者與被觀察者之間是屬於輕度的關聯關系，並且是抽象耦合的，這樣，對於兩者來說都比較容易進行擴展。

觀察者模式是一種常用的觸發機制，它形成一條觸發鏈，依次對各個觀察者的方法進行處理。但同時，這也算是觀察者模式一個缺點，由於是鏈式觸發，當觀察者比較多的時候，性能問題是比較令人擔憂的。並且，在鏈式結構中，比較容易出現循環引用的錯誤，造成系統假死。

總結

java語言中，有一個接口Observer，以及它的實現類Observable，對觀察者角色常進行了實現。我們可以在jdk的api文檔具體查看這兩個類的使用方法。

做過VC++、javascript DOM或者AWT開發的朋友都對它們的事件處理感到神奇，了解了觀察者模式，就對事件處理機制的原理有了一定的了解了。如果要設計一個事件觸發處理機制的功能，使用觀察者模式是一個不錯的選擇，AWT中的事件處理DEM（委派事件模型Delegation Event Model）就是使用觀察者模式實現的