【Java设计模式】：观察者模式

引言

当别人问你，一个类的对象属性发生改变时，如何让调用者知道？其实这个就是问你观察者模式的原理。

观察者模式，又可以称之为发布-订阅模式，观察者，顾名思义，就是一个监听者，类似监听器的存在，一旦被观察/监听的目标发生的情况，就会被监听者发现，这么想来目标发生情况到观察者知道情况，其实是由目标将情况发送到观察者的。

1. 观察者模式（Observer）

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。

这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，让它们能够自动更新自己。

2. 观察者模式的组成

抽象主题角色：把所有对观察者对象的引用保存在一个集合中，每个抽象主题角色都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者角色。一般用一个抽象类和接口来实现。

抽象观察者角色：为所有具体的观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。

具体主题角色：在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色通常用一个子类实现。

具体观察者角色：该角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协调。通常用一个子类实现。如果需要，具体观察者角色可以保存一个指向具体主题角色的引用。

3. 程序实例

通过程序实例来说明观察者模式。

1.首先定义抽象的观察者：

//抽象观察者角色
public interface Watcher
{
    public void update(String str);

}

2.然后定义抽象的主题角色，即抽象的被观察者，在其中声明方法（添加、移除观察者，通知观察者）：

//抽象主题角色，watched：被观察
public interface Watched
{
    public void addWatcher(Watcher watcher);

    public void removeWatcher(Watcher watcher);

    public void notifyWatchers(String str);

}

3.然后定义具体的观察者：

public class ConcreteWatcher implements Watcher
{

    @Override
    public void update(String str)
    {
        System.out.println(str);
    }

}

4.之后是具体的主题角色：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ConcreteWatched implements Watched
{
    // 存放观察者
    private List<Watcher> list = new ArrayList<Watcher>();

    @Override
    public void addWatcher(Watcher watcher)
    {
        list.add(watcher);
    }

    @Override
    public void removeWatcher(Watcher watcher)
    {
        list.remove(watcher);
    }

    @Override
    public void notifyWatchers(String str)
    {
        // 自动调用实际上是主题进行调用的
        for (Watcher watcher : list)
        {
            watcher.update(str);
        }
    }

}

5.编写测试类：

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Watched girl = new ConcreteWatched();
        
        Watcher watcher1 = new ConcreteWatcher();
        Watcher watcher2 = new ConcreteWatcher();
        Watcher watcher3 = new ConcreteWatcher();
        
        girl.addWatcher(watcher1);
        girl.addWatcher(watcher2);
        girl.addWatcher(watcher3);
        
        girl.notifyWatchers("开心");
    }

}

4.观察者模式应用实例

观察者模式多用于实现订阅功能的场景，例如微博的订阅，当我们订阅了某个人的微博账号，当这个人发布了新的消息，就会通知我们。

现在我们举一个类似的情况，并使用代码来实现，为大家提供一个比较明显的认识。

警察在找到嫌犯的时候，为了找到幕后主使，一般都会蹲点监察，这里我有三名便衣警察来蹲点监察2名嫌犯，三名便衣分别是：张昊天、石破天、赵日天，两名嫌犯是：大熊与黑狗，详见代码：

1.观察者接口：Observer

public interface Observer {
     void update(String message,String name);
}

2.定义三名便衣观察者：Bianyi1、Bianyi2、Bianyi3

/**
 * 便衣警察张昊天
 */
public class Bianyi1 implements Observer {
    //定义姓名
    private String bname = "张昊天";
    @Override
    public void update(String message,String name) {
        System.out.println(bname+":"+name+"那里有新情况："+ message);
    }
}

/**
 * 便衣警察石破天
 */
public class Bianyi2 implements Observer {
    //定义姓名
    private String bname = "石破天";
    @Override
    public void update(String message,String name) {
        System.out.println(bname+":"+name+"那里有新情况："+ message);
    }
}

/**
 * 便衣警察赵日天
 */
public class Bianyi3 implements Observer {
    //定义姓名
    private String bname = "赵日天";
    @Override
    public void update(String message,String name) {
        System.out.println(bname+":"+name+"那里有新情况："+ message);
    }
}

3.目标接口：Huairen

public interface Huairen {
    //添加便衣观察者
    void addObserver(Observer observer);
    //移除便衣观察者
    void removeObserver(Observer observer);
    //通知观察者
    void notice(String message);
}

4.定义两个嫌疑犯：XianFan1、XianFan2

import java.util.*;
/**
 * 嫌犯大熊
 */
public class XianFan1 implements Huairen {
    //别称
    private String name = "大熊";
    //定义观察者集合
    private List<Observer> observerList = new ArrayList<Observer>();
    //增加观察者
    @Override
    public void addObserver(Observer observer) {
        if(!observerList.contains(observer)){
            observerList.add(observer);
        }
    }
    //移除观察者
    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        if(observerList.contains(observer)){
            observerList.remove(observer);
        }
    }
    //通知观察者
    @Override
    public void notice(String message) {
        for(Observer observer:observerList){
            observer.update(message,name);
        }
    }
}

import java.util.*;
/**
 * 嫌犯黑狗
 */
public class XianFan2 implements Huairen {
    //别称
    private String name = "黑狗";
    //定义观察者集合
    private List<Observer> observerList = new ArrayList<Observer>();
    //增加观察者
    @Override
    public void addObserver(Observer observer) {
        if(!observerList.contains(observer)){
            observerList.add(observer);
        }
    }
    //移除观察者
    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        if(observerList.contains(observer)){
            observerList.remove(observer);
        }
    }
    //通知观察者
    @Override
    public void notice(String message) {
        for(Observer observer:observerList){
            observer.update(message,name);
        }
    }
}

5.测试类：Clienter

public class Clienter {
    public static void main(String[] args) {
        //定义两个嫌犯
        Huairen xf1 = new XianFan1();
        Huairen xf2 = new XianFan2();
        //定义三个观察便衣警察
        Observer o1 = new Bianyi1();
        Observer o2 = new Bianyi2();
        Observer o3 = new Bianyi3();
        //为嫌犯增加观察便衣
        xf1.addObserver(o1);
        xf1.addObserver(o2);
        xf2.addObserver(o1);
        xf2.addObserver(o3);
        //定义嫌犯1的情况
        String message1 = "又卖了一批货";
        String message2 = "老大要下来视察了";
        xf1.notice(message1);
        xf2.notice(message2);
    }
}

测试结果：

张昊天:大熊那里有新情况：又卖了一批货
石破天:大熊那里有新情况：又卖了一批货
张昊天:黑狗那里有新情况：老大要下来视察了
包拯:黑狗那里有新情况：老大要下来视察了

通过上面的实例可以很明显的看出，观察者模式的大概模型，关键是什么呢？

关键点：

针对观察者与被观察者分别定义接口，有利于分别进行扩展。
重点就在被观察者的实现中：
(1）定义观察者集合，并定义针对集合的添加、删除操作，用于增加、删除订阅者（观察者）
(2）定义通知方法，用于将新情况通知给观察者用户（订阅者用户）
观察者中需要有个接收被观察者通知的方法。

观察者模式定义的是一对多的依赖关系，一个被观察者可以拥有多个观察者，并且通过接口对观察者与被观察者进行逻辑解耦，降低二者的直接耦合。