一、前言

本篇主题为行为型模式中的第四个模式–观察者模式。上篇 Java 设计模式主题为《Java 设计模式之迭代器模式(十五)》

二、简单介绍

2.1 定义

观察者模式是行为模式之一,定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

2.2 参与角色

  1. 被观察者(Subject):当需要被观察的状态发生变化时,需要通知队列中所有观察者对象。Subject 需要维持(添加,删除,通知)一个观察者对象的队列列表。

  2. 观察者(Observer):接口或抽象类。当 Subject 的状态发生变化时,Observer 对象将通过一个 callback 函数得到通知。

2.3 应用场景

  1. 聊天室程序,服务器转发信息给所有客户端。

  2. 网络游戏,服务器将客户端状态进行分发。

  3. 邮件订阅等。

三、实现方式

记得笔者在上中学时,所在的学校是禁止在寝室打扑克牌的,但是还是有不少学生违背这条规定,笔者就是其中之一。我们就以这个故事为例,在这个案例中,老师是被观察者,学生则是观察者。学生观察老师是否来到寝室,从而做出不同的行为。
被观察者和子类:

public abstract class Subject {
    protected List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();
    public void registerObserver(Observer obs) {
        list.add(obs);
    }
    public void removeObserver(Observer obs) {
        list.add(obs);
    }
    // 通知所有的观察者更新状态
    public void notifyAllObservers() {
        for (Observer obs : list) {
            obs.update(this);
        }
    }
}
public class Teacher extends Subject {
    private String action;
    public String getAction() {
        return action;
    }
    public void setAction(String action) {
        this.action = action;
        // 被观察者状态发生变化,通知观察者
        this.notifyAllObservers();
    }
}

Teacher 继承 Subject 类,Teacher 的实例就是被观察的对象。
观察者和实现类:

public interface Observer {
    public void update(Subject subject);
}
public class Student implements Observer {
    private String action;
    @Override
    public void update(Subject subject) {
        String teacherAction = ((Teacher) subject).getAction();
        if (teacherAction.equals("老师来了")) {
            action = "假装学习";
        } else if (teacherAction.equals("老师走了")) {
            action = "继续打牌";
        }
    }
    public String getAction() {
        return action;
    }
}

客户端:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        Student s3 = new Student();
        teacher.registerObserver(s1);
        teacher.registerObserver(s2);
        teacher.registerObserver(s3);
        teacher.setAction("老师来了");
        System.out.println(s1.getAction());
        System.out.println(s2.getAction());
        System.out.println(s3.getAction());
        System.out.println("================");
        teacher.setAction("老师走了");
        System.out.println(s1.getAction());
        System.out.println(s2.getAction());
        System.out.println(s3.getAction());
    }
}

打印结果:

假装学习
假装学习
假装学习
===========
继续打牌
继续打牌
继续打牌

其实,在 JDK 中已经提供了 java.util.Observablejava.util.Observer 来实观察者模式。
实现方式如下:
被观察者:

public class Teacher extends Observable {
    private String action;
    public String getAction() {
        return action;
    }
    public void setAction(String action) {
        this.action = action;
        // 被观察者状态发生变化,通知观察者
        this.setChanged();
        this.notifyObservers(this.action);
    }
}

观察者:

public class Student implements Observer {
    private String action;
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        String teacherAction = ((Teacher) o).getAction();
        if (teacherAction.equals("老师来了")) {
            action = "假装学习";
        } else if (teacherAction.equals("老师走了")) {
            action = "继续打牌";
        }
    }
    public String getAction() {
        return action;
    }
}

客户端:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        Student s1 = new Student();
        Student s2 = new Student();
        Student s3 = new Student();
        teacher.addObserver(s1);
        teacher.addObserver(s2);
        teacher.addObserver(s3);
        teacher.setAction("老师来了");
        System.out.println(s1.getAction());
        System.out.println(s2.getAction());
        System.out.println(s3.getAction());
        System.out.println("================");
        teacher.setAction("老师走了");
        System.out.println(s1.getAction());
        System.out.println(s2.getAction());
        System.out.println(s3.getAction());
    }
}

打印结果与上文的一致。
使用 JDK 提供的这 2 个类大大的简化了代码量。
UML 类图表示如下:

作者:月光中的污点

来源:https://www.extlight.com/2017/12/12/Java-%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E4%B9%8B%E8%A7%82%E5%AF%9F%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F%EF%BC%88%E5%8D%81%E5%85%AD%EF%BC%89/