观察者模式(发布-订阅)

由于网站带有弱sns功能，因此需要设计关注和被关注的消息或是动作通知，那么将这个需求抽象出来的时候就会发现正好符合java中发布订阅模式。

一、概述
Java 的设计模式很多，观察者模式被称为是模式中的皇后，而且Java jdk也对它做了实现，可见该设计模式的重要位置。在图形化设计的软件中，为了实现视图和事件处理的分离，大多都采用了Observer模式，比如 Java的Swing，Flex的ActionScript等。在现实的应用系统中也有好多应用，比如像当当网、京东商城一类的电子商务网站，如果你对某件商品比较关注，可以放到收藏架，那么当该商品降价时，系统给您发送站内消息、手机短信、邮件。这就是观察者模式的一个典型应用，商品是被观察者，关注该商品的客户就是观察者。

GoF说道：Observer模式的意图是“定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新”。参见下图：

可以看出来，观察者模式，是一种一对多的关系，即多个观察者监听一个主题。

二、示例代码

商品价格打折后，所有关注、收藏该商品的用户都收到相关的信息提醒。

角色：

1）商品：被观察者；

2）用户：观察者

1.商品（发布者）

    Java代码   
    
  
import java.util.ArrayList;    
import java.util.Iterator;    
import java.util.List;    
    
/**  
 * 商品-发布者  
 * @author Administrator  
 *  
 */    
public class Product {    
    private String name;    
    private double price;    
    private List<Observer> focusUsers;//观察者集合    
        
    /**  
     * 价格折扣  
     * @param off  
     */    
    public synchronized void payOff(double off){    
        this.price = getPrice() * (1 - off);            
        StringBuffer msg = null;    
            
        if(focusUsers != null && !focusUsers.isEmpty()){    
            Iterator it = focusUsers.iterator();    
            while(it.hasNext()){    
                Observer user = (Observer)it.next();    
                    
                String msgPart = ", "+ this.getName() +"的价格 "+ this.getPrice() +", 价格折扣 "+ off * 100 +"%!";    
                msg = new StringBuffer();    
                msg.append("~~~~ 您好 "+ user.getName());    
                msg.append(msgPart);    
                    
                user.notify(msg.toString());//发送提醒    
            }    
        }    
    }    
        
    /**  
     * 添加关注用户  
     * @param user  
     */    
    public void addFocusUsers(User user) {    
        this.getFocusUsers().add(user);    
    }    
    /**  
     * 删除关注用户  
     * @param user  
     */    
    public void delFocusUser(User user) {    
        this.getFocusUsers().remove(user);    
    }    
        
        
    public Product(){    
        focusUsers = new ArrayList<Observer>();    
    }    
        
    public String getName() {    
        return name;    
    }    
    public void setName(String name) {    
        this.name = name;    
    }    
    public double getPrice() {    
        return price;    
    }    
    public void setPrice(double price) {    
        this.price = price;    
    }    
        
        
    public List<Observer> getFocusUsers() {    
        return focusUsers;    
    }    
    public void setFocusUsers(List<Observer> focusUsers) {    
        this.focusUsers = focusUsers;    
    }    
        
}    

2.观察者(订阅者)接口

    Java代码   
    
  
/**  
 * 观察者(订阅者)接口  
 * @author Administrator  
 *  
 */    
public interface Observer {    
        
    public void notify(String msg);    
        
    public String getName();    
        
}    

3.观察者(订阅者)

    Java代码   
    
  
import java.util.HashSet;    
import java.util.Set;    
    
/**  
 * 观察者(订阅者)  
 * @author Administrator  
 *  
 */    
public class User implements Observer {    
    private String name;    
    private Set<Product> focusPdts;    
        
    /**  
     * 通知方法  
     */    
    public void notify(String msg){    
        System.out.println(msg);    
    }    
        
    public User(){    
        focusPdts = new HashSet<Product>();    
    }    
        
    public String getName() {    
        return name;    
    }    
    public void setName(String name) {    
        this.name = name;    
    }    
    public Set<Product> getFocusPdts() {    
        return focusPdts;    
    }    
    public void setFocusPdts(Set<Product> focusPdts) {    
        this.focusPdts = focusPdts;    
    }       
        
}   

4.client端调用

    Java代码   
    
  
public class client {    
    
    /**  
     * @param args  
     */    
    public static void main(String[] args) {    
        //产品    
        Product mobile = new Product();    
        mobile.setName("SAMSUNG手机");    
        mobile.setPrice(2000);    
            
        Product book = new Product();    
        book.setName("JAVA设计模式");    
        book.setPrice(80);    
            
        //用户    
        User user1 = new User();    
        user1.setName("张三");    
        user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机    
        //user1.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式    
            
        User user2 = new User();    
        user2.setName("李四");    
        user2.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机    
        user2.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式    
            
        //建立商品和订阅者关联    
        mobile.getFocusUsers().add(user1);    
        book.getFocusUsers().add(user1);    
        book.getFocusUsers().add(user2);    
            
        //产品打折,发送站内信提醒    
        mobile.payOff(0.1);    
        book.payOff(0.2);    
    }    
    
}    

三、功能设计

常用的处理方式：

将数据库作为数据存储的介质，消息提醒数据保存在数据库表中，采用定时任务的方式来汇总和发送。具体流程：

1.存储用户-关注关联数据

将用户和所关注的数据存储到一张“用户-关注商品关联表”；

2.执行汇总任务

商品打折时，触发汇总任务，遍历“用户-关注商品“关联表，将符合发送条件的记录汇总到”提醒消息表“；数据量巨大的情况下，可采用在“用户-关注商品关联表”冗余字段的方式，不再创建”提醒消息表“减小数据量。

3.发送折扣提醒消息

遍历”提醒消息表“并发送，发送完成后，将记录标示为已发送。

四、设计分析

如果系统的用户、商品数量都很大，这种情况下如何设计功能更合理呢，个人认为有几点需要关注：

1）响应及时性

2）数据的持久性

3）web层压力

4）数据库层压力

5）系统资源的消耗

内存方式：采用观察者模式，将关注用户保存在商品对象中，也就是存储在java 堆中。

数据库方式：采用传统关系型数据，例如mysql等。

项目	内存	数据库	分析
响应及时性	较好	较差	内存操作比起数据库操作肯定性能上好很多
数据的持久性	较差	较好	如果出现宕机等故障，内存数据会被清空，导致整个功能异常。所以说数据仅保存在内存有缺陷，将内存数据持久化到数据库中做备份是较完备的方案，具体实现暂不讨论。
web层压力	较大	中等	由于用户和商品数量巨大，商品-内存关联数据保存在内存中对系统内存消耗较大，假如1000W用户，每个用户关注10个商品的话，每条记录100Byte，那么大致占用10G左右，直觉上对内存占用较大，会影响整个系统的表现。
数据库层压力	无	较大	用户-商品关注关联表，约1亿条数据。发送提醒消息和更改发送标示需要1次读操作、1次写操作，对数据的存储和数据库的压力都是一个挑战。另外，实现上肯定要采用缩小每次读写操作的数据集的方式。
系统资源消耗	中等	中等	内存方式，对系统内存占用较大，但对其他系统资源消耗不大。数据库方式，对系统的数据库层有较大的压力。

通过以上分析，发现两种方式都有比较大的问题，那是否可以采用key-value型内存软件加持久数据到数据库中的方式来实现呢？

1）key-value型内存操作比直接数据库操作(磁盘io)操作性能上好很多；
2）将内存数据保存1份到数据库应对内存失效问题，采用异步持久化方式可减小对系统整体资源的消耗。

观察者模式(发布-订阅)

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