观察者模式详解

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发布于: 2020 年 06 月 23 日

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设计模式想必大家都懂一些，不仅能体现平时设计写代码的基本功，而且也是面试时的高频考点。今天来讲解学习下 「观察者模式」。 本文在讲解具体模式的同时，也会列举 jdk 以及 常用框架中使用到的地方，帮助大家加深理解。
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设计模式的学习，我的建议是，首先弄懂它的含义，和前人已经总结沉淀下来的设计原则。将这些概念记在心里，当工作中碰见对应的需求开发工作时，按照原则去认真思考、设计实现，最终符合要求的结果往往就已经是一些设计模式的具体实现了。
场景举例首先列出一个实战场景，用这个场景来讲述观察者模式是什么，以及为什么适用这个场景。
现在有一个气象观测站应用系统，主要包含三个部分，获取气象数据的物理装置（包括温度、湿度、密度等）、WeatherData（追踪气象站的数据并更新布告板）和布告板（显示看板给用户看）。
首先来看一个错误示例：
public class WeatherData {
    // 实例变量声明
    // 气象数据变化时更新对应的布告板
    public void measurementsChanged() {
        float temp = getTemperature();
        float humidity = getHumidity();
        float pressure = getPressure();
        // 更新各种布告板
        currentConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure);
        statsticConditionDisplay.update(temp,humidity,pressure);
    }
}
首先各种布告板应该是一个统一的接口，其次更新布告板不能针对具体实现编程，这样会导致以后在增加或者删除布告板时必须修改程序。
结合设计原则思考根据这个场景我们首先按照设计原则来思考：
找出程序中变化的方面，然后将其和固定的部分分离。
场景中气象站观测的天气数据时变化的，布告板的数量和类型是变化的。
针对接口编程，不针对实现编程。
这里主要指我们的布告板应该是一个接口，而天气对象 WeatherData 也应该是一个统一接口，后面还会介绍。
多用组合，少用继承
这里布告板和天气对象之间的关系应该为天气对象组合布告板，这种关系不是通过继承来的，而是通过在运行时通过组合的方式产生的。
这个场景，我们能看到，只要天气对象有数据变更，就需要通知所有布告板，这是一个典型的主题-订阅模式，也就是我们今天要学习的观察者模式。
我们把 WeatherDta 对象当作主题，把布告板当做观察者，布告板为了获取信息，必须向 WeatherData 对象注册。
每个布告板都有差异，这也就是我们为什么需要一个共同的接口。尽管布告板的类不一样，但是它们应该实现相同的接口，好让 WeatherData 对象能够知道如何把观测值传给他们。
大师的设计首先定义对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。正好对应我们举例中的 WeatherData 主题对象，当它改变时，所有的布告板收到状态变更通知，进行各自业务处理。
类图如下：
通过上面观察者模式的类图，我们可以看到两个对象之间是松耦合的，但他们之间依然可以交互，但是不太清楚彼此的细节。 观察者模式提供了这种对象设计，让主题和观察者之间松耦合。
「你可能要问为什么呢？」
关于观察者的一切，主题只知道观察者实现了某个接口（即 Observer 接口）。主题不需要知道观察者的具体类是谁，做了些什么以及任何细节。
任何时候我们都可以增加新的观察者。因为主题唯一依赖的东西是一个实现 Observer 接口的对象列表，所以可以随时增加观察者。
当有新类型观察者出现时，主题的代码不需要作任何修改。我们要做的就是在新的类里实现观察者接口，然后注册为观察者即可。主题不在乎别的，它只会发送通知给所有实现了观察者接口的注册对象。
改变主题或者观察者其中一方，并不会影响另一方。因为两者是松耦合的，所以只要他们之间的接口仍被遵守，我们就可以自由的改变他们。
所以这就总结出我们今天新学习的设计原则：
「为了交互对象之间的松耦合设计而努力。」
实际应用java中内置的观察者模式，java.util包内包含基本的Observer接口与Observable类，可以使用推（push）或拉（pull）的方式传数据。
jdk 中 JavaBeans 里的观察者模式，具体查看 PropertyChangeListener 接口。
想一下我们平时用的消息队列，比如rocketMQ等，本质上也是运用了观察者模式的思想；
总结观察者模式：在对象之间定义一对多的依赖，这样一来，当一个对象改变状态，依赖它的对象都会收到通知，并自动更新。
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后面一篇内容，将会带来装饰着模式的讲解，敬请期待。
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