Android设计模式之——观察者模式

一、介绍

观察者模式是一个使用率非常高的模式，它最常用的地方是GUI系统、订阅——发布系统。因为这个模式的一个重要作用就是解耦，将被观察者和观察者解耦，使得它们之间的依赖性更小，甚至做到毫无依赖。以GUI系统来说，应用的UI具有易变性，尤其是前期随着业务的改变或者产品的需求修改，应用界面也会经常性变化，但是业务逻辑基本变化不大，此时，GUI系统需要一套机制来应对这种情况，使得UI层与具体的业务逻辑解耦，观察者模式此时就派上用场了。

二、定义

定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

三、使用场景

  • 关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是”组合“关系。

  • 事件多级触发场景。

  • 跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。

四、观察者模式的UML类图

UML类图：

这里写图片描述

角色介绍：

  • Subject：抽象主题，也就是被观察者（Observable）的角色，抽象主题角色把所有观察者对象的引用保存到一个聚集里，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。

  • ConcreteSubject：具体主题，该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发出通知，具体主题角色又叫做具体被观察者（ConcreteObservable）角色。

  • Observer：抽象观察者，该角色是观察者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题的更改通知时更新自己。

  • ConcreteObserver：具体的观察者，该角色实现抽象观察者角色所定义的更新接口，以便主题的状态发生改变化时更新自身的状态。

五、简单实现

这里举一个追剧的例子，平常为了不错过最新的电视剧我们会订阅或关注这个电视剧，当电视剧更新后会第一时间推送给我们，下来就简单实现一下。

抽象观察者类：

/***  抽象观察者类，为所有具体观察者定义一个接口，在得到通知时更新自己*/
public interface Observer {/***  有更新*  *  @param message 消息*/public void update(String message);}

抽象被观察者类：

/*** 抽象被观察者类*/
public interface Observable {/*** 推送消息* * @param message 内容*/void push(String message);/*** 订阅* * @param observer 订阅者*/void register(Observer observer);
}

具体的观察者类：

/*** 具体的观察者类，也就是订阅者*/
public class User implements Observer {@Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name + "," + message + "更新了！");}// 订阅者的名字private String name;public User(String name) {this.name = name;}
}

具体的被观察者类：

/***  具体的被观察者类，也就是订阅的节目*/
public class Teleplay implements Observable{private List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();//储存订阅者@Overridepublic void push(String message) {for(Observer observer:list){observer.update(message);}}@Overridepublic void register(Observer observer) {list.add(observer);}}

实现：

public class Client {public static void main(String[] args) {//被观察者，这里就是用户订阅的电视剧Teleplay teleplay = new Teleplay();//观察者，这里就是订阅用户User user1 = new User("小明");User user2 = new User("小光");User user3 = new User("小兰");//订阅teleplay.register(user1);teleplay.register(user2);teleplay.register(user3);//推送新消息teleplay.push("xxx电视剧");}
}

结果：

小明,xxx电视剧更新了！
小光,xxx电视剧更新了！
小兰,xxx电视剧更新了！

由上面的代码可以看出实现了一对多的消息推送，推送消息都是依赖Observer和Observable这些抽象类，而User和Teleplay完全没有耦合，保证了订阅系统的灵活性和可扩展性。

六、Android源码中的观察者模式

1、BaseAdapter

BaseAdapter我相信大家都不陌生，在ListView的适配器中我们都是继承它。下面来简单分析分析。

BaseAdapter 部分代码：

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {//数据集观察者private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();public boolean hasStableIds() {return false;}public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {mDataSetObservable.registerObserver(observer);}public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);}/*** 当数据集变化时，通知所有观察者*/public void notifyDataSetChanged() {mDataSetObservable.notifyChanged();}
}

看看mDataSetObservable.notifyChanged()方法：

public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {/*** Invokes {@link DataSetObserver#onChanged} on each observer.* Called when the contents of the data set have changed.  The recipient* will obtain the new contents the next time it queries the data set.*/public void notifyChanged() {synchronized(mObservers) {// since onChanged() is implemented by the app, it could do anything, including// removing itself from {@link mObservers} - and that could cause problems if// an iterator is used on the ArrayList {@link mObservers}.// to avoid such problems, just march thru the list in the reverse order.for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {mObservers.get(i).onChanged();}}}
}

可以看出在mDataSetObservable.notifyChanged()中遍历所有观察者，并调用他们的onChanged()，从而告知观察者发生了什么。

那么观察者怎么来的，那就是setAdapter方法，代码如下：

    @Overridepublic void setAdapter(ListAdapter adapter) {if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);}resetList();mRecycler.clear();if (mHeaderViewInfos.size() > 0|| mFooterViewInfos.size() > 0) {mAdapter = new HeaderViewListAdapter(mHeaderViewInfos, mFooterViewInfos, adapter);} else {mAdapter = adapter;}mOldSelectedPosition = INVALID_POSITION;mOldSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;// AbsListView#setAdapter will update choice mode states.super.setAdapter(adapter);if (mAdapter != null) {mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();mOldItemCount = mItemCount;mItemCount = mAdapter.getCount();checkFocus();mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);//注册观察者......省略}}

AdapterDataSetObserver定义在ListView的父类AbsListView中，是一个数据集观察者，代码：

class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {@Overridepublic void onChanged() {super.onChanged();if (mFastScroller != null) {mFastScroller.onSectionsChanged();}}@Overridepublic void onInvalidated() {super.onInvalidated();if (mFastScroller != null) {mFastScroller.onSectionsChanged();}}
}

它由继承自AbsListView的父类AdapterView的AdapterDataSetObserver, 代码如下 :

class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {private Parcelable mInstanceState = null;// 上文有说道，调用Adapter的notifyDataSetChanged的时候会调用所有观察者的onChanged方法,核心实现就在这里@Overridepublic void onChanged() {mDataChanged = true;mOldItemCount = mItemCount;// 获取Adapter中数据的数量mItemCount = getAdapter().getCount();// Detect the case where a cursor that was previously invalidated has// been repopulated with new data.if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);mInstanceState = null;} else {rememberSyncState();}checkFocus();// 重新布局ListView、GridView等AdapterView组件requestLayout();}// 代码省略public void clearSavedState() {mInstanceState = null;}
}

当ListView的数据发生变化时，调用Adapter的notifyDataSetChanged函数，这个函数又会调用DataSetObservable的notifyChanged函数，这个函数会调用所有观察者 (AdapterDataSetObserver) 的onChanged方法。这就是一个观察者模式！

七、总结

优点：

  • 观察者和被观察者之间是抽象耦合，应对业务变化。

  • 增强系统的灵活性和可扩展性。

缺点：

  • 在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率的问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂，而且在Java中消息的通知一般是顺序执行，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步实现。

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