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观察者模式

1.观察者模式介绍

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观察者模式,就是当⼀个⾏为发⽣时传递信息给另外⼀个⽤户接收做出相应的处理,两者之

间没有直接的耦合关联。

除了⽣活中的场景外,在我们编程开发中也会常⽤到⼀些观察者的模式或者组件,例如我们经常使⽤的

MQ服务,虽然MQ服务是有⼀个通知中⼼并不是每⼀个类服务进⾏通知,但整体上也可以算作是观察者

模式的思路设计。再⽐如可能有做过的⼀些类似事件监听总线,让主线服务与其他辅线业务服务分离,

为了使系统降低耦合和增强扩展性,也会使⽤观察者模式进⾏处理。

2.案例场景

1.天气预报设计方案-传统方式

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java
/**
 * 显示当前天气情况(可以理解成是气象站自己的网站)
 *
 */
public class CurrentConditions {
   // 温度,气压,湿度
   private float temperature;
   private float pressure;
   private float humidity;

   //更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
   public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
      this.temperature = temperature;
      this.pressure = pressure;
      this.humidity = humidity;
      display();
   }

   //显示
   public void display() {
      System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
      System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
      System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
   }
}
java
/**
 * 核心类
 * 1. 包含最新的天气情况信息 
 * 2. 含有 CurrentConditions 对象
 * 3. 当数据有更新时,就主动的调用   CurrentConditions对象update方法(含 display), 这样他们(接入方)就看到最新的信息
 *
 */
public class WeatherData {
   private float temperatrue;
   private float pressure;
   private float humidity;
   private CurrentConditions currentConditions;
   //加入新的第三方

   public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
      this.currentConditions = currentConditions;
   }

   public float getTemperature() {
      return temperatrue;
   }

   public float getPressure() {
      return pressure;
   }

   public float getHumidity() {
      return humidity;
   }

   public void dataChange() {
      //调用 接入方的 update
      currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
   }

   //当数据有更新时,就调用 setData
   public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
      this.temperatrue = temperature;
      this.pressure = pressure;
      this.humidity = humidity;
      //调用dataChange, 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
      dataChange();
   }
}

测试类

java
public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      //创建接入方 currentConditions
      CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
      //创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData中
      WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
      
      //更新天气情况
      weatherData.setData(30, 150, 40);
      
      //天气情况变化
      System.out.println("============天气情况变化=============");
      weatherData.setData(40, 160, 20);
   }
}

测试结果

java
***Today mTemperature: 30.0***
***Today mPressure: 150.0***
***Today mHumidity: 40.0***
============天气情况变化=============
***Today mTemperature: 40.0***
***Today mPressure: 160.0***
***Today mHumidity: 20.0***

2.天气预报设计方案-使用观察者模式

  1. 观察者模式类似订牛奶业务
  2. 奶站/气象局:Subject
  3. 用户/第三方网站:Observer
  • Subject:登记注册、移除和通知
  1. registerObserver 注册
  2. removeObserver 移除
  3. notifyObservers() 通知所有的注册的用户,根据不同需求,可以是更新数据,让用户来取,也可能是实施推送, 看具体需求定
  • Observer:接收输入
  • 观察者模式:对象之间多对一依赖的一种设计方案,被依赖的对象为 Subject,依赖的对象为 Observer,Subject

通知 Observer 变化,比如这里的奶站是 Subject,是 1 的一方。用户时 Observer,是多的一方。

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代码实现

观察者接口

java
//观察者接口,有观察者来实现
public interface Observer {

   public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

观察者实现

java
public class CurrentConditions implements Observer {

   // 温度,气压,湿度
   private float temperature;
   private float pressure;
   private float humidity;

   // 更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
   public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
      this.temperature = temperature;
      this.pressure = pressure;
      this.humidity = humidity;
      display();
   }

   // 显示
   public void display() {
      System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
      System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
      System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
   }
}
java
public class BaiduSite implements Observer {

   // 温度,气压,湿度
   private float temperature;
   private float pressure;
   private float humidity;

   // 更新 天气情况,是由 WeatherData 来调用,我使用推送模式
   public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
      this.temperature = temperature;
      this.pressure = pressure;
      this.humidity = humidity;
      display();
   }

   // 显示
   public void display() {
      System.out.println("===百度网站====");
      System.out.println("***百度网站 气温 : " + temperature + "***");
      System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***");
      System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
   }

}

发布订阅接口

java
//接口, 让WeatherData 来实现 
public interface Subject {
   
   public void registerObserver(Observer o);
   public void removeObserver(Observer o);
   public void notifyObservers();
}
java
/**
 * 核心类
 * 1. 包含最新的天气情况信息 
 * 2. 含有 观察者集合,使用ArrayList管理
 * 3. 当数据有更新时,就主动的调用   ArrayList, 通知所有的(接入方)就看到最新的信息
 * @author Administrator
 *
 */
public class WeatherData implements Subject {
   private float temperatrue;
   private float pressure;
   private float humidity;
   //观察者集合
   private ArrayList<Observer> observers;
   
   //加入新的第三方

   public WeatherData() {
      observers = new ArrayList<Observer>();
   }

   public float getTemperature() {
      return temperatrue;
   }

   public float getPressure() {
      return pressure;
   }

   public float getHumidity() {
      return humidity;
   }

   public void dataChange() {
      //调用 接入方的 update
      
      notifyObservers();
   }

   //当数据有更新时,就调用 setData
   public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
      this.temperatrue = temperature;
      this.pressure = pressure;
      this.humidity = humidity;
      //调用dataChange, 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
      dataChange();
   }

   //注册一个观察者
   @Override
   public void registerObserver(Observer o) {
      observers.add(o);
   }

   //移除一个观察者
   @Override
   public void removeObserver(Observer o) {
      if(observers.contains(o)) {
         observers.remove(o);
      }
   }

   //遍历所有的观察者,并通知
   @Override
   public void notifyObservers() {
      for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
         observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
      }
   }
}

测试类

java
public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      //创建一个WeatherData
      WeatherData weatherData = new WeatherData();
      
      //创建观察者
      CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
      BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
      
      //注册到weatherData
      weatherData.registerObserver(currentConditions);
      weatherData.registerObserver(baiduSite);
      
      //测试
      System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
      weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
      
      
      weatherData.removeObserver(currentConditions);
      //测试
      System.out.println();
      System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
      weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
   }

}

测试结果

java
通知各个注册的观察者, 看看信息
***Today mTemperature: 10.0***
***Today mPressure: 100.0***
***Today mHumidity: 30.3***
===百度网站====
***百度网站 气温 : 10.0***
***百度网站 气压: 100.0***
***百度网站 湿度: 30.3***

通知各个注册的观察者, 看看信息
===百度网站====
***百度网站 气温 : 10.0***
***百度网站 气压: 100.0***
***百度网站 湿度: 30.3***

3.总结

  1. 观察者模式设计后,会以集合的方式来管理用户(Observer),包括注册,移除和通知。

  2. 这样,我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板),就不需要去修改核心类 WeatherData 不会修改代码, 遵守了 ocp 原则

  3. 此种设计模式从结构上是满⾜开闭原则的,当你需要新增其他的监听事件或者修改监听逻辑,是不

    需要改动事件处理类的。但是可能你不能控制调⽤顺序以及需要做⼀些事件结果的返回继续操作,

    所以使⽤的过程时需要考虑场景的合理性。