本章介绍"观察者模式"。
1. 观察者模式简介
观察者模式是对象的行为模式，又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。 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个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。
例如，马路上的交通指示灯为红灯亮的话，汽车会停止，行人可以通行。在这个场景中，交通指示等就是被观察者，而行人和汽车则是观察者，他们会根据观察到的交通指示灯的状况作出相应的行为。
观察者的UML类图如下：
观察者模式所涉及的角色有：抽象主题(Subject)，具体主题(ConcreteSubject)，抽象观察者(Observer)，具体观察者(ConcreteObserver)。
| 角色 | 说明 |
|---|---|
| 抽象主题 | 抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个集合(比如Vector对象)里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色，一般用一个抽象类或者一个接口实现。 |
| 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。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。具体主题通常用一个具体子类实现。 |
| 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。这个接口叫做更新接口。抽象观察者一般用一个抽象类或者一个接口实现。 |
| 具体观察者 | 存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色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。如果需要，具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用。它通常用一个具体子类实现。 |
示意代码
抽象主题类
import java.util.Vector;
import java.util.Enumeration;
abstract public class Subject {
private Vector observersVector = new Vector();
// 注册观察者对象
public void attach(Observer observer) {
observersVector.addElement(observer);
}
// 注销观察者对象
public void detach(Observer observer) {
observersVector.removeElement(observer);
}
// 通知所有注册的观察者对象
public void notifyObservers() {
Enumeration enu = observers();
while (enu.hasMoreElements()) {
((Observer)enu.nextElement()).update();
}
}
public Enumeration observers(){
return ((Vector)observersVector.clone()).elements();
}
}
具体主题类
public class ConcreteSubject extends Subject{
private String state;
// 改变主题的方法。
public void change(String newState){
state = newState;
this.notifyObservers();
}
}
抽象观察者类
public interface Observer {
// 通知接口
public void update();
}
具体观察者类
public class ConcreteObserver implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("I am notified.");
}
}
客户端类
public class Client {
private static ConcreteSubject subject;
private static Observer observer;
public static void main(String[] args) {
// 创建主题
subject = new ConcreteSubject();
// 创建观察者
observer = new ConcreteObserver();
// 将观察者注册到"主题"上
subject.attach(observer);
// 改变主题对象的状态
subject.change("new state");
}
}
运行结果：
I am notified.
2. Java中的观察者模式
Java语言本身支持"观察者模式"，它提供了相应的"抽象主题类(Observable)"和"抽象观察者类(Observer)"。
Observable是个实例类。它提供公开的方法支持观察者对象，这些方法中有两个对Observable的子类非常重要：一个是setChanged()，另一个是notifyObservers()。第一方法setChanged()被调用之后会设置一个内部标记变量，代表被观察者对象的状态发生了变化。第二个是notifyObservers()，这个方法被调用时，会调用所有登记过的观察者对象的update()方法，使这些观察者对象可以更新自己。
Observer是一个接口。它只定义了一个方法，即update()方法，当被观察者对象的状态发生变化时，被观察者对象的notifyObservers()方法就会调用这一方法。
下面演示Java中Observer和Observable的用法。
以公鸡打鸣来建模：太阳是被观察者，公鸡是观察者；当公鸡观察到太阳升起的时候，就打鸣。
2.1 太阳
太阳是被观察者，它继承了Observable。
import java.util.Observable;
public class Sun extends Observable {
public void rise() {
System.out.println("Sun rise.");
// 设置"被观察者"的状态标记，表示它发生了变化。
this.setChanged();
// 通知"观察者"该变化。
this.notifyObservers();
}
}
2.2 公鸡
公鸡是观察者，它实现了Observer对象。
import java.util.Observer;
import java.util.Observable;
public class Cock implements Observer {
private Sun sun;
public Cock(Sun sun) {
this.sun = sun;
// 将观察者Cock注册到"被观察者sun"上。
sun.addObserver(this);
}
// "被观察者"发生变化时，"观察者"对应的响应方法。
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println("Cock gogoda,gogoda,gogoda...");
}
}
2.3 客户端测试程序
public class Client {
private static Cock cock;
private static Sun sun;
public static void main(String[] args) {
// 新建"太阳"(被观察者)
sun = new Sun();
// 新建"公鸡"(观察者)
cock = new Cock(sun);
// 太阳升起。公鸡观察到太阳升级后，会打鸣！
sun.rise();
}
}
运行结果：
Sun rise.
Cock gogoda,gogoda,gogoda...