Java中的观察者设计模式-示例教程

观察者模式是行为设计模式之一 。当您对对象的状态感兴趣并希望在发生任何更改时得到通知时，观察者设计模式很有用。在观察者模式中，监视另一个对象状态的对象称为Observer ，而正在监视的对象称为Subject 。根据GoF，观察者模式意图是：

在对象之间定义一对多依赖关系，以便当一个对象更改状态时，将自动通知和更新其所有依赖关系。

主题包含观察者列表，以通知其状态的任何变化，因此它应提供观察者可以自己注册和注销的方法。主题还包含一种将所有更改通知所有观察者的方法，它既可以在通知观察者的同时发送更新，也可以提供另一种获取更新的方法。

观察者应该有一个方法来设置要监视的对象，另一种方法将由Subject用来通知他们任何更新。

Java提供了一个内置平台，用于通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口实现Observer模式。但是由于它的实现非常简单，因此并未得到广泛使用，并且大多数时候我们不想只为了实现Observer模式而扩展一个类，因为Java在类中不提供多重继承。

Java消息服务（JMS）使用Observer模式和Mediator模式来允许应用程序将数据订阅和发布到其他应用程序。

模型-视图-控制器（MVC）框架还使用观察者模式，其中模型是主题，视图是观察者，可以注册以获取有关模型的任何更改的通知。

观察者模式示例

对于我们的示例，我们将实现一个简单的主题，观察者可以注册该主题。每当将任何新消息发布到该主题时，所有注册观察者都会收到通知，他们可以使用该消息。

根据主题的要求，这里是基本主题接口，用于定义任何具体主题要实施的合同方法。

package com.journaldev.design.observer;public interface Subject {//methods to register and unregister observerspublic void register(Observer obj);public void unregister(Observer obj);//method to notify observers of changepublic void notifyObservers();//method to get updates from subjectpublic Object getUpdate(Observer obj);}

接下来，我们将为观察者创建合同，将有一种方法将Subject附加到观察者，另一种方法供Subject用来通知任何更改。

package com.journaldev.design.observer;public interface Observer {//method to update the observer, used by subjectpublic void update();//attach with subject to observepublic void setSubject(Subject sub);
}

现在我们的合同已经准备好了，让我们继续具体执行该主题。

package com.journaldev.design.observer;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class MyTopic implements Subject {private List<Observer> observers;private String message;private boolean changed;private final Object MUTEX= new Object();public MyTopic(){this.observers=new ArrayList<>();}@Overridepublic void register(Observer obj) {if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj);}@Overridepublic void unregister(Observer obj) {observers.remove(obj);}@Overridepublic void notifyObservers() {List<Observer> observersLocal = null;//synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notifiedsynchronized (MUTEX) {if (!changed)return;observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);this.changed=false;}for (Observer obj : observersLocal) {obj.update();}}@Overridepublic Object getUpdate(Observer obj) {return this.message;}//method to post message to the topicpublic void postMessage(String msg){System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);this.message=msg;this.changed=true;notifyObservers();}}

注册和注销观察者的方法实现非常简单，额外的方法是postMessage（） ，客户端应用程序将使用该方法将String消息发布到主题。请注意，布尔变量用于跟踪主题状态的变化，并用于通知观察者。此变量是必需的，这样，如果没有更新，并且有人调用notifyObservers（）方法，它就不会向观察者发送错误的通知。

还要注意在notifyObservers（）方法中使用了同步，以确保仅将消息发送给在将消息发布到主题之前注册的观察者。

这是将监视该主题的Observers的实现。

package com.journaldev.design.observer;public class MyTopicSubscriber implements Observer {private String name;private Subject topic;public MyTopicSubscriber(String nm){this.name=nm;}@Overridepublic void update() {String msg = (String) topic.getUpdate(this);if(msg == null){System.out.println(name+":: No new message");}elseSystem.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);}@Overridepublic void setSubject(Subject sub) {this.topic=sub;}}

请注意update（）方法的实现，在此方法中它正在调用Subject getUpdate（）方法来获取要使用的消息。我们可以通过将message作为参数传递给update（）方法来避免此调用。

这是使用我们的主题实现的简单测试程序。

package com.journaldev.design.observer;public class ObserverPatternTest {public static void main(String[] args) {//create subjectMyTopic topic = new MyTopic();//create observersObserver obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");//register observers to the subjecttopic.register(obj1);topic.register(obj2);topic.register(obj3);//attach observer to subjectobj1.setSubject(topic);obj2.setSubject(topic);obj3.setSubject(topic);//check if any update is availableobj1.update();//now send message to subjecttopic.postMessage("New Message");}}

当我们运行上面的程序时，我们得到以下输出。

Obj1:: No new message
Message Posted to Topic:New Message
Obj1:: Consuming message::New Message
Obj2:: Consuming message::New Message
Obj3:: Consuming message::New Message