设计模式之七 --- 观察者模式(Observer)

【1】基本概念

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主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。观察者模式又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式。

【2】简单分析

我们先来看一下该设计模式的UML结构图



上图是Observer 模式的结构图,让我们可以进行更方便的描述:

Subject类，它把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察着。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察着对象。

Observer类，抽象观察者，为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。

ConcreteSubject类，具体主题，将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。

ConcreteObserver类，具体观察者，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。

【3】如何用java语言来实现该模式

下面以一个简单的例子来展示该模式，先看下代码结构图：



该例子是这样的情景：例如：老师有电话号码，学生需要知道老师的电话号码以便于在合适的时候拨打，在这样的组合中，老师就是一个被观察者（Subject），学生就是需要知道信息的观察者，当老师的电话号码发生改变时，学生得到通知，并更新相应的电话记录。

3.1
先创建一个Subject类：

package com.andyidea.patterns.subject;

import com.andyidea.patterns.observer.Observer;

/**
 * Subject(目标，Subject)：  
 * 目标知道它的观察者。可以有任意多个观察者观察同一个目标。
 * 提供注册和删除观察者对象的接口。
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public interface Subject {

	public void attach(Observer mObserver);
	
	public void detach(Observer mObserver);
	
	public void notice();
}

3.2
创建Observer类：

package com.andyidea.patterns.observer;

/**
 * Observer(观察者，Observer)：
 * 为那些在目标发生改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口。
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public interface Observer {

	public void update();
}

3.3
创建ConcreteSubject类：

package com.andyidea.patterns.concretesubject;

import java.util.Vector;

import com.andyidea.patterns.observer.Observer;
import com.andyidea.patterns.subject.Subject;

/**
 * ConcreteSubject(具体目标，Teacher)
 * 将有关状态存入各ConcreteObserve对象。
 * 当他的状态发生改变时，向他的各个观察者发出通知。
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class Teacher implements Subject{
	
	private String phone;
	private Vector students;
	
	public Teacher(){
		phone = "";
		students = new Vector();
	}

	@Override
	public void attach(Observer mObserver) {
		students.add(mObserver);
	}

	@Override
	public void detach(Observer mObserver) {
		students.remove(mObserver);
	}

	@Override
	public void notice() {
		for(int i=0;i<students.size();i++){
			((Observer)students.get(i)).update();
		}
	}

	public String getPhone() {
		return phone;
	}

	public void setPhone(String phone) {
		this.phone = phone;
		notice();
	}

}

3.4
创建ConcreteObserver类：

package com.andyidea.patterns.concreteobserver;

import com.andyidea.patterns.concretesubject.Teacher;
import com.andyidea.patterns.observer.Observer;

/**
 * ConcreteObserver(具体观察者, Student)：
 * 维护一个指向ConcreteSubject对象的引用。
 * 存储有关状态，这些状态应与目标的状态保持一致。
 * 实现Observer的更新接口以使自身状态与目标的状态保持一致。
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class Student implements Observer{

	private String name;
    private String phone;
    private Teacher mTeacher;
    
    public Student(String name,Teacher t){
       this.name = name;
       mTeacher = t;
    }
    
    public void show(){
       System.out.println("Name:"+name+"\nTeacher'sphone:" + phone);
    }
	
	@Override
	public void update() {
		phone = mTeacher.getPhone();
	}

}

3.5
客户端测试类:ObserverClient.java.

package com.andyidea.patterns.client;

import java.util.Vector;

import com.andyidea.patterns.concreteobserver.Student;
import com.andyidea.patterns.concretesubject.Teacher;

/**
 * 观察者(Observer)模式测试类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class ObserverClient {

	public static void main(String[] args) {
	   Vector students = new Vector();
       Teacher t = new Teacher();
       for(int i= 0 ;i<10;i++){
           Student st = new Student("Andy.Chen"+i,t);
           students.add(st);
           t.attach(st);
       }
       
		System.out.println("Welcome to Andy.Chen Blog!" +"\n" 
		           +"Observer Patterns." +"\n"
		           +"-------------------------------");
       
       t.setPhone("12345678");
       for(int i=0;i<3;i++)
           ((Student)students.get(i)).show();
       
       t.setPhone("87654321");
       for(int i=0;i<3;i++)
           ((Student)students.get(i)).show();
	}
	
}

【4】程序运行结果如下：

Welcome to Andy.Chen Blog!
Observer Patterns.
-------------------------------
Name:Andy.Chen0
Teacher'sphone:12345678
Name:Andy.Chen1
Teacher'sphone:12345678
Name:Andy.Chen2
Teacher'sphone:12345678
Name:Andy.Chen0
Teacher'sphone:87654321
Name:Andy.Chen1
Teacher'sphone:87654321
Name:Andy.Chen2
Teacher'sphone:87654321

总结：观察者模式何时适用？

1.当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面。将这二者封装在独立的对象中可以使他们各自独立地改变和复用。

2.当对一个对象的改变需要同时改变其它对象，而不知道具体由多少对象有待改变。

3.当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象是谁，换言之，你不希望这些对象是紧密耦合的。让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖于具体。