观察者模式（Observer）
观察者模式是 JDK 中使用最多的模式之一，非常有用。观察者模式提供了一种对象设计，让主题和观察者之间松耦合。
定义
观察者模式定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
一对多：一个主题可以对应多个观察者。
依赖：观察者是主题的依赖者，在数据变化更新时，这样比起让许多对象控制同一份数据来，可以得到更干净的 OO 设计。
举例
报社的运营模式：
- 报社的业务就是出版报纸。
- 向某家报社订阅报纸，只要他们有新报纸出版，就会给你送来。只要你是他们的订户，你就会一直收到新报纸。
- 当你不想再看报纸的时候，取消订阅，他们就不会再送新报纸。
- 只要报社还在运营，就会一直有人（或单位）向他们订阅报纸或者取消订阅报纸。
出版者 + 订阅者 = 观察者模式
房产中介公司运行模式：
- 中介公司会通过自己的各种渠道获取到很多房源信息。
- 需要买房的人会到中介公司或者网上注册自己的购房需求。
- 当中介公司有了符合的房源，就会通知购房者。
- 购房者从而获取到最新的房源信息。
中介公司 + 购房者 = 观察者模式
类图
观察者模式类图
代码实现
package com.study.design.Observer.custom;
/**
* 观察者实现类
*/
public class ConcreteObserver implements Observer{
// 本地存储 subject 对象是为了之后取消订阅，如果不需要可以不存
private Subject subject;
public ConcreteObserver(Subject subject){
this.subject = subject;
// 订阅主题
subject.registerObserver(this);
}
@Override
public void update(int stat){
System.out.println("state update:" + stat);
}
} package com.study.design.Observer.custom;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ConcreteSubject implements Subject{
List observers;
int stat;
public ConcreteSubject(){
observers = new ArrayList();
}
@Override
public void registerObserver(Observer o){
observers.add(o);
}
@Override
public void removeObserver(Observer o){
int i = observers.indexOf(o);
if(i > 0){
observers.remove(i);
}
}
@Override
public void notifyObservers(int stat){
for(Observer observer : observers){
observer.update(stat);
}
}
@Override
public void updateStat(int stat){
this.stat = stat;
notifyObservers(stat);
}
}
package com.study.design.Observer.custom;
/**
* 观察者接口
*/
public interface Observer {
void update(int stat);
} package com.study.design.Observer.custom;
/**
* 主题接口
*/
public interface Subject {
void registerObserver(Observer o);
void removeObserver(Observer o);
void notifyObservers(int stat);
void updateStat(int stat);
} package com.study.design.Observer.custom;
public class CustomTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建主题
Subject subject = new ConcreteSubject();
// 创建观察者对象
Observer observer = new ConcreteObserver(subject);
// 主题状态更新
subject.updateStat(1);
}
}以上代码展示的是“推”模式，也就是说，在主题数据更新后，由主题对象将最新数据推送给观察者。还可以由观察者主动向主题拉取数据，称为“拉”模式。
在实际开发过程中，如果某个主题负责了多份数据，每个观察者只订阅其中一部分，那么就适合拉模式。由观察者主动向主题拉取所需要的数据，主题只需要为每份数据提供 get 方法，而且在后续如果主题扩展了功能，新增了更多的数据，那么主题也不需要更新对每个观察者的调用，需要改变自己来提供更多的 getter 方法即可。
Java 内置的 Observer 模式两种模式都支持。
Java 内置的观察者模式
Java API 中内置了观察者模式。在 java.util 包内包含最基本的 Observer 接口与 Observable 类，这和我们的 Subject 接口与 Observer 接口很相似。Observer 接口与 Observable 类使用上更方便，因为许多功能都已经事先准备好了。你甚至可以使用推(push)或拉(pull)的方式传送数据。
package java.util;
/**
* 主题类
* 虽然定义为 class 而非之前的 interface 类型，
* 但是对状态的更新 setChanged 和 setChanged 方法被定义为了 protected 类型
* 所以，在实际开发中还是需要实现一个子类继承自 Observable
*/
public class Observable {
/**主题状态**/
private boolean changed = false;
/**存放观察者对象**/
private Vector obs;
/**构造器**/
public Observable() {
obs = new Vector<>();
}
/**注册观察者对象**/
public synchronized void addObserver(Observer o) {
if (o == null)
throw new NullPointerException();
if (!obs.contains(o)) {
obs.addElement(o);
}
}
/**移除指定的观察者对象**/
public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
obs.removeElement(o);
}
/**通知所有观察者对象，状态已经更新，并未传送数据**/
public void notifyObservers() {
notifyObservers(null);
}
/**通知所有观察者对象，状态已经更新，可传送任意类型的数据**/
public void notifyObservers(Object arg) {
Object[] arrLocal;
synchronized (this) {
if (!changed)
return;
arrLocal = obs.toArray();
clearChanged();
}
for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
}
/**移除所有观察者对象**/
public synchronized void deleteObservers() {
obs.removeAllElements();
}
/**
* 更新状态
* 发送通知前，需要先调用该方法，标记状态已经改变，否则通知发布出去
*/
protected synchronized void setChanged() {
changed = true;
}
/**
* 恢复状态
* 通知发送完成后，需要恢复状态标记
*/
protected synchronized void clearChanged() {
changed = false;
}
/**获取状态是否更新**/
public synchronized boolean hasChanged() {
return changed;
}
/**已注册观察者个数**/
public synchronized int countObservers() {
return obs.size();
}
}
package java.util;
/**
* 观察者接口，通过该接口实现业务处理
*/
public interface Observer {
/**
* 接收主题数据更新的通知
* @param o: 主题对象
@ @param arg: 数据对象，根据业务场景，有可能为 null
*/
void update(Observable o, Object arg);
}
推模式实现代码：
package com.study.design.Observer.jdk.push;
import java.util.Observable;
public class PushObservable extends Observable {
@Override
protected synchronized void setChanged() {
super.setChanged();
}
}
package com.study.design.Observer.jdk.push;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class PushObserver implements Observer {
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("update:" + arg.toString());
}
} package com.study.design.Observer.jdk.push;
public class PushTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建观察者对象
PushObserver concreteObserver = new PushObserver();
// 创建主题对象
PushObservable observable = new PushObservable();
// 订阅
observable.addObserver(concreteObserver);
// 更新主题状态
observable.setChanged();
// 发送通知给观察者
observable.notifyObservers("PushTest change");
}
}拉模式实现步骤：
package com.study.design.Observer.jdk.pull;
import java.util.Observable;
public class PullObservable extends Observable {
private String data;
@Override
protected synchronized void setChanged() {
super.setChanged();
}
public String getData() {
return data;
}
public void setData(String data) {
this.data = data;
}
}
package com.study.design.Observer.jdk.pull;
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class PullObserver implements Observer {
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
if (o instanceof PullObservable){
PullObservable pullObservable = (PullObservable)o;
System.out.println("update:" + pullObservable.getData());
}
}
} package com.study.design.Observer.jdk.pull;
public class PullTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建观察者对象
PullObserver concreteObserver = new PullObserver();
// 创建主题对象
PullObservable observable = new PullObservable();
// 订阅
observable.addObserver(concreteObserver);
// 更新数据
observable.setData("PullTest change");
// 更新主题状态
observable.setChanged();
// 发送通知给观察者
observable.notifyObservers();
}
}注意：当有多个观察者时，多次执行，观察者被调用的执行顺序是不一致的。
要点
- 观察者模式定义了对象之间一对多的关系
- 主题（也就是可观察者）用一个共同的接口来更新观察者
- 观察者和可观察者之间用松耦合方式结合，可观察者不知道观察者的细节，只知道观察者实现了观察者接口
- 使用此模式时，你可以从被观察者推或拉数据
- 有多个观察者时，不可以依赖特定的通知顺序
- 要注意 java.util.Observable 实现上所带来的的一些问题