疫情之下，设计模式之观察者模式

其他 2020-05-21 10:39:19 阅读次数: 0

前言

窗外的麻雀在树上多嘴，在家办公的日子，活不多，设计模式系列到是可以继续学习了。坐在二楼卧室，聆听鸟鸣，夹杂着十指滚落键盘和零星传来的人声狗吠，抬头看着窗外的油菜花，还挺惬意的。疫情之下，很多公司都难以幸免的开始降薪，毫不例外，我也中奖了。带着复杂的心情，我敲起了博客。。。今天学习观察者模式。

面向对象思想的实现方式

开发小为最近从项目经理那又拿到了一个需求，是一个生产奶站和订牛奶用户的故事。生产奶站需要把用户订的牛奶发给用户，并且包括含脂量和含钙量，而其中的两个含量值是可以让生产奶站改变的。小为考虑了一下，觉得可以这样设计：
在这里插入图片描述
创建两个类，一个是生产奶站，一个是牛奶用户。其中生产奶产把含脂率和含钙率两个属性和用户订的牛奶产品，通过sendData()方法发送给牛奶用户，牛奶用户接受牛奶及其信息即可。直接上代码如下：

生产奶站类：

/**
 * 生产奶站
 */
public class MilkStore {

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    private CattleMilkUser cattleMilkUser;

    public MilkStore(CattleMilkUser cattleMilkUser){
        this.cattleMilkUser = cattleMilkUser;
    }

    public BigDecimal getFatContent() {
        return fatContent;
    }

    public BigDecimal getCalciumContent() {
        return calciumContent;
    }

    public void sendData(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        cattleMilkUser.getInfo(getFatContent(),getCalciumContent());
    }
}

可以看到，生产奶站类在构造方法中直接将牛奶用户对象传进去，以便防止后续牛奶用户对象为空，它也是用来将生产奶站中的含脂量、含钙量传给牛奶用户对象，然后再调用getInfo()将数据传入。

牛奶用户对象：

/**
 * 牛奶用户
 */
public class CattleMilkUser {

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    public void getInfo(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 牛奶用户收到牛奶
     */
    public void receiveMilk(){
        System.out.println("牛奶用户收到牛奶，其中含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }
}

之前说过含脂率和含钙率可以人为改变的，所以我这边把数据会先保存在类的全局变量中，再去使用，然后牛奶用户收到牛奶后输出对应的含脂率和含钙率。

测试代码如下：

/**
 * 测试类
 */
public class TestMilk {
    public static void main(String[] args) {
        CattleMilkUser cattleMilkUser = new CattleMilkUser();
        MilkStore milkStore = new MilkStore(cattleMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
    }
}

执行结果如下：

牛奶用户收到牛奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%

到这里，前面的需求基本是实现了。过了一会又有个羊奶用户想订羊奶，然后收到羊奶时也想知道对应的含脂率和含钙率。小为一想，简单啊，先创建一个羊奶用户，在MilkStore 类的构造函数中添加一行羊奶用户，在sendData()方法中添加一行羊奶用户，不就搞定了。代码如下：

羊奶用户：

/**
 * 羊奶用户
 */
public class GoatsMilkUser {
    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    public void getInfo(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 羊奶用户收到牛奶
     */
    public void receiveMilk(){
        System.out.println("羊奶用户收到羊奶，其中含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }
}

生产奶站MilkStore 类只贴了需要增加的代码：

private GoatsMilkUser goatsMilkUser;
public MilkStore(CattleMilkUser cattleMilkUser,GoatsMilkUser goatsMilkUser){
    this.cattleMilkUser = cattleMilkUser;
    this.goatsMilkUser = goatsMilkUser;
}

public void sendData(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
    this.fatContent = fatContent;
    this.calciumContent = calciumContent;
    cattleMilkUser.getInfo(getFatContent(),getCalciumContent());
    goatsMilkUser.getInfo(getFatContent(),getCalciumContent());
}

测试代码：

/**
 * 测试类
 */
public class TestMilk {
    public static void main(String[] args) {
        CattleMilkUser cattleMilkUser = new CattleMilkUser();
        GoatsMilkUser goatsMilkUser = new GoatsMilkUser();
        MilkStore milkStore = new MilkStore(cattleMilkUser,goatsMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
    }
}

结果如下：

牛奶用户收到牛奶，含脂率：7%，含钙率：6%
羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%

看到这里上述需求也实现了，但是如果又出现马奶呢，而且牛奶用户不想订了呢，这样一看扩展性相当不好。那怎么办呢，今天学的观察者模式终于可以闪亮登场了。

观察者模式的实现方式

我们先分析一下，上一篇文章我也说过，实现需求的过程中，要思考那些是变化的那些是没变的，将那些变化的部分抽象成接口+实现。这里是用户会变，所以将它们抽象接口+实现。用户一变，生产奶站里面的方法也要变化，那也可以抽象成接口+实现。那用观察者模式很好的能处理这类问题。

观察者模式：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为Observer，Subject通知Observer变化。

1、这里的Subject就是生产奶站；这里的Observer就是订奶用户。
2、Subject（主题）：注册、移除和通知。
3、Observer（观察者）：接受输入。
那我们现在可以设计成这样了，如下：
在这里插入图片描述
对象间一对多的依赖关系就可以使用观察者模式，生产奶站是一，订奶用户是多。这里面接口就对应了注册、移除和通知三个方法，MilkStore实现Subject接口但还是保留自己之前的方法。

代码如下：
Subject接口

/**
 * 主题
 */
public interface Subject {
    /**
     * 注册
     */
    void registerObserver(Observer o);

    /**
     * 移除
     */
    void removeObserver(Observer o);

    /**
     * 通知
     */
    void notifyObserver();
}

观察者接口：

/**
 * 观察者
 */
public interface Observer {

    /**
     * 接受输入
     */
    void update(BigDecimal fatContent, BigDecimal calciumContent);
}

实现Subject接口后的生产奶站类：

/**
 * 生产奶站
 */
public class MilkStore implements Subject{

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    private List<Observer> observerList;

    public MilkStore(){
        observerList = new ArrayList<>();
    }

    public BigDecimal getFatContent() {
        return fatContent;
    }

    public BigDecimal getCalciumContent() {
        return calciumContent;
    }

    public void sendData(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        notifyObserver();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observerList.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        if(observerList.contains(o)){
            observerList.remove(o);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        for (Observer observer : observerList) {
            observer.update(getFatContent(),getCalciumContent());
        }
    }
}

用一个list将观察者们装起来，然后将注册，移除和通知三个方法实现。第三个通知方法，里面用到了for循环遍历，目前是简化的例子直接将参数数据传给了观察者。这里面可能考虑到方法里的参数会有变化，参数大大小，可以选择给观察者一个通知，然后让观察者自己去拉取数剧会更好。

实现了观察者接口的牛奶用户类：

/**
 * 牛奶用户
 */
public class CattleMilkUser implements Observer{

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    @Override
    public void update(BigDecimal fatContent, BigDecimal calciumContent) {
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 牛奶用户收到牛奶
     */
    private void receiveMilk(){
        System.out.println("牛奶用户收到牛奶，含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }
}

和之前的类相比，只是把getInfo()改为update()方法。

实现了观察者接口的羊奶用户类：

/**
 * 羊奶用户
 */
public class GoatsMilkUser implements Observer{
    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    @Override
    public void update(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 羊奶用户收到牛奶
     */
    private void receiveMilk(){
        System.out.println("羊奶用户收到羊奶，其中含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }
}

测试类：

/**
 * 测试类
 */
public class TestSubject {

    public static void main(String[] args) {
        CattleMilkUser cattleMilkUser = new CattleMilkUser();
        GoatsMilkUser goatsMilkUser = new GoatsMilkUser();
        MilkStore milkStore = new MilkStore();

        //注册牛奶用户
        milkStore.registerObserver(cattleMilkUser);
        //注册羊奶用户
        milkStore.registerObserver(goatsMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
    }
}

执行结果如下：

牛奶用户收到牛奶，含脂率：7%，含钙率：6%
羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%

现在牛奶用户不想订了，就可以移除掉，代码如下：

/**
 * 测试类
 */
public class TestSubject {

    public static void main(String[] args) {
        CattleMilkUser cattleMilkUser = new CattleMilkUser();
        GoatsMilkUser goatsMilkUser = new GoatsMilkUser();
        MilkStore milkStore = new MilkStore();

        //注册牛奶用户
        milkStore.registerObserver(cattleMilkUser);
        //注册羊奶用户
        milkStore.registerObserver(goatsMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
        
        System.out.println("------------------------------------");

        //移除牛奶用户
        milkStore.removeObserver(cattleMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
    }
}

执行结果如下：

牛奶用户收到牛奶，含脂率：7%，含钙率：6%
羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%
------------------------------------
羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%

可以看到，观察者模式能够很好的动态去扩展对象间的依赖，即使再多一个马奶，只需要创建一个马奶类，实现观察者接口就可以了，很灵活。而且即便是生产奶站死机了，牛奶用户或羊奶用户能正常运转，这个就达到了松耦合的目的，反过来也一样。到这里设计模式的观察者模式基本上学完了。

java内置观察者

Java本身提供了内置的观察者模式。
1、内置观察者的Observable 对应 设计模式观察者的Subject。
2、内置观察者的Observer 对应 设计模式观察者Observer。

区别：Observable是一个类，虽然是个类，但是它已经实现了注册、移除和通知方法，所以我们去继承Observable类的时候就不用再去实现注册、移除和通知方法了。

直接上代码，继承Observable类之后的生产奶站类：

/**
 * 生产奶站
 */
public class MilkStore extends Observable {

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    private List<Observer> observerList;

    public MilkStore(){
        observerList = new ArrayList<>();
    }

    public BigDecimal getFatContent() {
        return fatContent;
    }

    public BigDecimal getCalciumContent() {
        return calciumContent;
    }

    public void sendData(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
        this.fatContent = fatContent;
        this.calciumContent = calciumContent;
        this.setChanged();
        this.notifyObservers(new Data(getFatContent(),getCalciumContent()));
    }

    /**
     * 数据对象，方便java内置观察者通知方法使用
     */
    public class Data{
        /**
         * 含脂率
         */
        public BigDecimal fatContent;

        /**
         * 含钙率
         */
        public BigDecimal calciumContent;

        public Data(BigDecimal fatContent,BigDecimal calciumContent){
            this.fatContent = fatContent;
            this.calciumContent = calciumContent;
        }
    }
}

因为java内置观察者的通知有两个方法，我现在使用的是和上面的设计模式观察者例子一样的通知方法，直接将数据传给观察者，所以我写了个内部类Data，不一定非要写内部类，我是为了方便。

实现了内置观察者的牛奶用户类：

/**
 * 牛奶用户
 */
public class CattleMilkUser implements Observer {

    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        this.fatContent = ((MilkStore.Data)(arg)).fatContent;
        this.calciumContent = ((MilkStore.Data)(arg)).calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 牛奶用户收到牛奶
     */
    private void receiveMilk(){
        System.out.println("牛奶用户收到牛奶，含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }

}

主要update方法获取参数发生了变化，下同。

实现了内置观察者的羊奶用户类：

/**
 * 羊奶用户
 */
public class GoatsMilkUser implements Observer {
    /**
     * 含脂率
     */
    private BigDecimal fatContent;

    /**
     * 含钙率
     */
    private BigDecimal calciumContent;

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        this.fatContent = ((MilkStore.Data)(arg)).fatContent;
        this.calciumContent = ((MilkStore.Data)(arg)).calciumContent;
        receiveMilk();
    }

    /**
     * 羊奶用户收到牛奶
     */
    private void receiveMilk(){
        System.out.println("羊奶用户收到羊奶，其中含脂率："+fatContent+"%，含钙率："+calciumContent+"%");
    }
}

测试类：

/**
 * 测试类
 */
public class TestSubject {

    public static void main(String[] args) {
        CattleMilkUser cattleMilkUser = new CattleMilkUser();
        GoatsMilkUser goatsMilkUser = new GoatsMilkUser();
        MilkStore milkStore = new MilkStore();

        //注册牛奶用户
        milkStore.addObserver(cattleMilkUser);
        //注册羊奶用户
        milkStore.addObserver(goatsMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));

        System.out.println("------------------------------------");

        //移除牛奶用户
        milkStore.deleteObserver(cattleMilkUser);
        milkStore.sendData(BigDecimal.valueOf(7),BigDecimal.valueOf(6));
    }
}

执行结果如下：

羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%
牛奶用户收到牛奶，含脂率：7%，含钙率：6%
------------------------------------
羊奶用户收到羊奶，其中含脂率：7%，含钙率：6%

看到结果，我突然发现java内置观察者的通知顺序和设计模式观察者的不一样，设计模式观察者是先进先出的，先注册先通知。而java内置观察者是先注册后通知，这是一个小细节。

学到这里，观察者模式已经全部学完了，写了不少，花的时间挺长的。如果你能够看到了这里，那说明我写的没有白费，顺手再点个赞吧^ _ ^。

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转载自blog.csdn.net/m0_37827190/article/details/104633883
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