Java设计模式 | 观察者模式解析与实战

2023-05-16

概述

  • 观察者模式是一个使用率非常高的模式,
    它最常用的地方是 GUI 系统、订阅——发布系统。

  • 这个模式的一个重要作用就是解耦
    被观察者观察者解耦,
    使得它们之间的依赖性更小,甚至做到毫无依赖。

  • 以GUI系统来说,应用的UI具有易变性,
    尤其是前期随着业务的改变或者产品的需求修改,
    应用界面也会经常性变化,但是业务逻辑基本变化不大,
    此时,GUI系统需要一套机制来应对这种情况,
    使得UI层具体的业务逻辑解耦,观察者模式此时就派上用场了。

!!!
因为观察者仅负责调度被观察者更新方法
并提供一个业务数据给被观察者
被观察者具体实现更新方法【可以实现UI、数据更新】,
更新方法具体实现的内容观察者业务逻辑基本毫无依赖!

定义

定义对象间一种一对多依赖关系
使得每当一个对象改变状态,
则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新

使用场景

●关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系;
●事件多级触发场景;
●跨系统的消息交换场景,如消息队列事件总线处理机制

UML类图

 
 

●Subject:抽象主题,也就是被观察(Observable)的角色,抽象主题角色把所有观察者对象的引用保存在一个集合里,每个主题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对象。
●ConcreteSubject:具体主题,该角色将有关状态存入具体观察者对象,在具体主题的内部状态发生改变时,给所有注册过的观察者发出通知,具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。
●Observer:抽象观察者,该角色是观察者的抽象类,它定义了一个更新接口,使得在得到主题的更改通知时更新自己。

观察者模式实现思路总结

观察者接口准备更新(数据或UI的)方法;
被观察者接口准备三个抽象方法;

观察者实现类具体实现更新逻辑,可以有参数,参数为更新需要的数据;

被观察者实现类准备一个观察者List以及实现三个方法:
1.观察者注册方法:
参数为某观察者,功能是把观察者参数加到观察者List中;
2.注销观察者方法:
参数为某观察者,功能是把观察者参数从观察者List中移除;
3.通知观察者方法:无参数或者把需要通知的数据作为参数,
功能是遍历所有已注册的观察者,
即遍历 注册添加到 观察者List中的观察者,逐个调用List中所有观察者的更新方法;即一次性更新所有已注册的观察者!

使用时,
实例化一个被观察者和若干个观察者,
将所有观察者注册到被观察者处,
调用被观察者的通知方法,一次性更新所有已注册的观察者!

案例

来自 Android | TCP的C(Java|Android)/S(Java)通信实战经典聊天室案例(文末附本案例代码实现概述、观察者模式实现小结)

  • 准备一个消息队列,
    每一个Client发送过来的消息,
    都会被加入到队列当中去,
    队列中默认有一个子线程,
    专门从队列中,死循环,不断去取数据(取出队列的队头),
    取到数据就做相关处理,比如分发给其他的socket;
/**
 * <pre>
 *     desc   :每一个Client发送过来的消息,
 *             都会被加入到队列当中去,
 *             队列中默认有一个子线程,
 *             专门从队列中,死循环,不断去取数据,
 *             取到数据就做相关处理,比如分发给其他的socket;
 * </pre>
 */
public class MsgPool {

    private static MsgPool mInstance = new MsgPool();

    /*
        这里默认消息是String类型,
        或者可以自行封装一个Model 类,存储更详细的信息

        block n.块; 街区;障碍物,阻碍
        顾名思义,这是一个阻塞的队列,当有消息过来时,就把消息发送给这个队列,
        这边会起一个线程专门从队列里面去取消息,
        如果队列中没有消息,就会阻塞在原地
     */
    private LinkedBlockingQueue<String> mQueue = new LinkedBlockingQueue<>();

    public static MsgPool getInstance() {
        return mInstance;
    }

    private MsgPool() {
    }

    //这是一个阻塞的队列,
    // 当有消息过来时,即客户端接收到消息时,
    // 就把消息发送(添加)到这个队列中
    //现在所有的客户端都可以发送消息到这个队列中
    public void sendMsg(String msg) {
        try {
            mQueue.put(msg);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    //要一早就调用本方法,
    // 启动这个读取消息的线程,在后台不断运行
    public void start() {
        //开启一个线程去读队列的数据
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                //无限循环读取信息
                while (true) {
                    try {
                        //取出并移除队头;没有消息时,take()是阻塞的
                        String msg = mQueue.take();
                        notifyMsgComing(msg);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }.start();
    }

    //被观察者方法,遍历所有已注册的观察者,一次性通知更新
    private void notifyMsgComing(String msg) {
        for (MsgComingListener listener : mListeners) {
            listener.onMsgComing(msg);
        }
    }

    //观察者接口
    public interface MsgComingListener {
        void onMsgComing(String msg);//更新方法
    }

    //被观察者,存放观察者
    private List<MsgComingListener> mListeners = new ArrayList<>();

    //被观察者方法,添加观察者到列表
    public void addMsgComingListener(MsgComingListener listener) {
        mListeners.add(listener);
    }
}

案例小结:
所有的客户端都可发送消息到队列中,
然后所有的客户端都在等待
消息队列的消息新增(mQueue.put())这个时刻,
消息队列一新增消息,
即一接收到某个客户端发送过来消息(mQueue.put()),
则消息都会一次性转发给所有客户端,
所以这里涉及到一个观察者设计模式,
消息队列(MsgPool)或消息(Msg)是被观察者,
所有客户端处理线程(ClientTask)都是观察者








 


参考:

  • 《Android源码设计模式解析与实战》
  • 慕课网
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