一、观察者模式Java
观察者模式也称为发布-订阅模式,它是一种行为型设计模式,可实现对象之间的松耦合。在观察者模式中,一个对象(主题)维护着一系列依赖于它(观察者)的对象,当状态发生改变时,主题会通知所有观察者自动进行更新。
public interface Observer { void update(); } public interface Subject { void registerObserver(Observer observer); void removeObserver(Observer observer); void notifyObservers(); } public class ConcreteSubject implements Subject { private Listobservers = new ArrayList<>(); private int state; public void setState(int state) { this.state = state; notifyObservers(); } public void registerObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } } public class ConcreteObserver implements Observer { private ConcreteSubject subject; public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject) { this.subject = subject; subject.registerObserver(this); } public void update() { //do something } } public class Client { public static void main(String[] args) { ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver(subject); ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver(subject); ConcreteObserver observer3 = new ConcreteObserver(subject); subject.setState(1); } }
在上述代码中,Observable接口是观察者所需要实现的接口。Subject接口是主题所需要实现的接口。具体主题(ConcreteSubject)实现了Subject接口,并维护了一个观察者列表。具体观察者(ConcreteObserver)实现了Observer接口。
二、观察者模式多对多
在观察者模式中,主题和观察者是一对多的关系,但是在实际应用中,有时候需要支持多对多的关系。
这时候需要在Subject接口中新增方法,让观察者可以取消订阅,同时在具体观察者中也可以新增注册、注销方法。
public interface Observer { void update(); void subscribe(Subject subject); void unsubscribe(Subject subject); } public interface Subject { void registerObserver(Observer observer); void removeObserver(Observer observer); void notifyObservers(); void registerSubject(Observer observer); void removeSubject(Observer observer); } public class ConcreteSubject implements Subject { private Listobservers = new ArrayList<>(); private List subjects = new ArrayList<>(); private int state; public void setState(int state) { this.state = state; notifyObservers(); } public void registerObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(); } } public void registerSubject(Observer observer) { subjects.add(observer); } public void removeSubject(Observer observer) { subjects.remove(observer); } } public class ConcreteObserver implements Observer { private ConcreteSubject subject; public void subscribe(Subject subject) { subject.registerSubject(this); } public void unsubscribe(Subject subject) { subject.removeSubject(this); } } public class Client { public static void main(String[] args) { ConcreteSubject subject1 = new ConcreteSubject(); ConcreteSubject subject2 = new ConcreteSubject(); ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver(); ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver(); observer1.subscribe(subject1); observer1.subscribe(subject2); observer2.subscribe(subject1); } }
三、观察者模式和状态模式的区别
观察者模式和状态模式都是行为型模式,但它们的目的和结构是不同的。观察者模式是用于对象间的通知,当一个对象的状态发生变化时,它的所有依赖对象都会得到通知,并自动更新。而状态模式是为了让对象在不同情况下可以改变它的行为,实现状态与行为的分离。
观察者模式由主题和观察者组成,主题维护一个观察者列表,当状态发生改变时通知观察者。状态模式由状态、上下文和行为组成,行为的结果取决于上下文状态的改变。
四、观察者模式类图
观察者模式的类图如下:
五、观察者模式应用场景
观察者模式适用于以下场景:
- 当一个对象的改变必须要通知其他对象,并且不能假定那些对象是谁。
- 当一个对象需要确保其他对象与之保持一致性时,如数据库的一部分改变,需要通知其他部分进行更新操作。
- 当一个对象改变时需要改变其他对象。
- 当一个对象的改变需要其他对象反过来改变时,如游戏中的人物状态变化,会影响其他人物的状态。
六、观察者模式适用于
观察者模式适用于Java中的Swing库中的Model-View-Controller(MVC)模式,当Model的状态发生改变时,View会自动得到通知进行更新。
七、观察者模式的实现
观察者模式的实现需要注意以下几点:
- 主题和观察者之间的耦合度,需要注意避免循环依赖。
- 代码实现需要考虑线程安全问题。
八、观察者模式观察者太多
当观察者过多时,会影响性能。解决方案可以是采取缓存机制,只更新最近使用的观察者。
九、观察者模式优缺点
观察者模式的优点:
- 分离了主题和观察者的耦合,主题只需要知道观察者实现了Observer接口即可,而不需要知道具体实现。
- 主题可以通知多个观察者进行更新,实现了松耦合。
- 可以动态地添加和删除观察者。
观察者模式的缺点:
- 观察者过多时,会影响性能。
- 观察者并不知道彼此的存在,容易导致程序出错。
十、小结
观察者模式Java是一种非常有用的设计模式,在Java中有广泛的应用。通过观察者模式,可以避免对象之间的耦合度,实现松耦合,增加程序的灵活性和可扩展性。在使用观察者模式时,需要注意避免循环依赖和线程安全问题。