对象间的联动——观察者模式(二)

22.2 观察者模式概述

观察者模式是使用频率最高的设计模式之一,它用于建立一种对象与对象之间的依赖关系,一个对象发生改变时将自动通知其他对象,其他对象将相应作出反应。在观察者模式中,发生改变的对象称为观察目标,而被通知的对象称为观察者,一个观察目标可以对应多个观察者,而且这些观察者之间可以没有任何相互联系,可以根据需要增加和删除观察者,使得系统更易于扩展。

观察者模式定义如下: 观察者模式(Observer Pattern):定义对象之间的一种一对多依赖关系,使得每当一个对象状态发生改变时,其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式的别名包括发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。观察者模式是一种对象行为型模式。

观察者模式结构中通常包括观察目标和观察者两个继承层次结构,其结构如图22-3所示:

图22-3 观察者模式结构图

在观察者模式结构图中包含如下几个角色:

● Subject(目标):目标又称为主题,它是指被观察的对象。在目标中定义了一个观察者集合,一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察,它提供一系列方法来增加和删除观察者对象,同时它定义了通知方法notify()。目标类可以是接口,也可以是抽象类或具体类。

● ConcreteSubject(具体目标):具体目标是目标类的子类,通常它包含有经常发生改变的数据,当它的状态发生改变时,向它的各个观察者发出通知;同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法(如果有的话)。如果无须扩展目标类,则具体目标类可以省略。

● Observer(观察者):观察者将对观察目标的改变做出反应,观察者一般定义为接口,该接口声明了更新数据的方法update(),因此又称为抽象观察者。

● ConcreteObserver(具体观察者):在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用,它存储具体观察者的有关状态,这些状态需要和具体目标的状态保持一致;它实现了在抽象观察者Observer中定义的update()方法。通常在实现时,可以调用具体目标类的attach()方法将自己添加到目标类的集合中或通过detach()方法将自己从目标类的集合中删除。

观察者模式描述了如何建立对象与对象之间的依赖关系,以及如何构造满足这种需求的系统。观察者模式包含观察目标和观察者两类对象,一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者,一旦观察目标的状态发生改变,所有的观察者都将得到通知。作为对这个通知的响应,每个观察者都将监视观察目标的状态以使其状态与目标状态同步,这种交互也称为发布-订阅(Publish-Subscribe)。观察目标是通知的发布者,它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者,可以有任意数目的观察者订阅它并接收通知。 下面通过示意代码来对该模式进行进一步分析。首先我们定义一个抽象目标Subject,典型代码如下所示:

import java.util.*;  
abstract class Subject {  
    //定义一个观察者集合用于存储所有观察者对象  
protected ArrayList observers<Observer> = new ArrayList();  

//注册方法,用于向观察者集合中增加一个观察者  
    public void attach(Observer observer) {  
    observers.add(observer);  
}  

    //注销方法,用于在观察者集合中删除一个观察者  
    public void detach(Observer observer) {  
    observers.remove(observer);  
}  

    //声明抽象通知方法  
    public abstract void notify();  
}  
      具体目标类ConcreteSubject是实现了抽象目标类Subject的一个具体子类,其典型代码如下所示:
[java] view plain copy
class ConcreteSubject extends Subject {  
    //实现通知方法  
    public void notify() {  
        //遍历观察者集合,调用每一个观察者的响应方法  
        for(Object obs:observers) {  
            ((Observer)obs).update();  
        }  
    }     
}

抽象观察者角色一般定义为一个接口,通常只声明一个update()方法,为不同观察者的更新(响应)行为定义相同的接口,这个方法在其子类中实现,不同的观察者具有不同的响应方法。抽象观察者Observer典型代码如下所示:

interface Observer {  
    //声明响应方法  
    public void update();  
}  
      在具体观察者ConcreteObserver中实现了update()方法,其典型代码如下所示:
[java] view plain copy
class ConcreteObserver implements Observer {  
    //实现响应方法  
    public void update() {  
        //具体响应代码  
    }  
}

在有些更加复杂的情况下,具体观察者类ConcreteObserver的update()方法在执行时需要使用到具体目标类ConcreteSubject中的状态(属性),因此在ConcreteObserver与ConcreteSubject之间有时候还存在关联或依赖关系,在ConcreteObserver中定义一个ConcreteSubject实例,通过该实例获取存储在ConcreteSubject中的状态。如果ConcreteObserver的update()方法不需要使用到ConcreteSubject中的状态属性,则可以对观察者模式的标准结构进行简化,在具体观察者ConcreteObserver和具体目标ConcreteSubject之间无须维持对象引用。如果在具体层具有关联关系,系统的扩展性将受到一定的影响,增加新的具体目标类有时候需要修改原有观察者的代码,在一定程度上违反了“开闭原则”,但是如果原有观察者类无须关联新增的具体目标,则系统扩展性不受影响。

思考

观察者模式是否符合“开闭原则”?【从增加具体观察者和增加具体目标类两方面考虑。】

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