观察者模式(发布-订阅模式)

观察者模式(又被称为发布-订阅(Publish/Subscribe)模式,属于行为型模式的一种,它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变化时,会通知所有的观察者对象,使他们能够自动更新自己。

java中用到这个模式的有:

  • Java Messages Service(JMS)消息服务使用观察者模式与命令模式来实现不同的程序之间的数据的发布和订阅。

  • MVC模型-视图-控制框架也使用观察者模式,把模型当做被观察者,视图视为观察者。视图能够注册自己到模型上来获得模型的改变。

用java提供的类与接口实现:

java中提供了观察者模式的类与接口:java.util.Observable类和java.util.Observer接口

被观察者继承observable类,在被观察的方法内插入super.setChange();设置观察点,super.notifyObservers(需要观察的变化的参数);通知观察者。

观察者实现Observer接口,接口里面需要实现update方法,在被通知后,就采取行动。

实例化一个被观察者之后,需要用 被观察者.addObserver(观察者对象)来添加观察者。

这种实现过于简单,实际应用不单单这样,因为JAVA类不能多继承,而大多数时候我们都不想最后扩展的类仅仅是实现了观察者模式。

一个例子

(这个例子来自:https://www.javacodegeeks.com/2013/08/observer-design-pattern-in-java-example-tutorial.html

对于被观察者,我们需要实现设置一个和删除一个观察者的方法,还有通知观察者的方法

package com.journaldev.design.observer;

public interface Subject {

  //methods to register and unregister observers

    public void register(Observer obj);

    public void unregister(Observer obj);

  //method to notify observers of change

   public void notifyObservers();

   //method to get updates from subject

    public Object getUpdate(Observer obj);

}

对于观察者,我们需要实现设置观察对象的方法来关联被观察者,以及被观察者通知自己后的要做的事情的方法

package com.journaldev.design.observer;

public interface Observer {
 
    //method to update the observer, used by subject
    public void update();
 
    //attach with subject to observe
    public void setSubject(Subject sub);
}

现在来实现一个具体的被观察者:

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<>();

    }

    @Override
    public void register(Observer obj) {
        if(obj == null) 
              throw new NullPointerException("Null Observer");

        if(!observers.contains(obj)) 
              observers.add(obj);

    }
 

    @Override
    public void unregister(Observer obj) {

        observers.remove(obj);

    }


    @Override
    public void notifyObservers() {
        List<Observer> observersLocal = null;
        //synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notified
//notifyObservers()中使用synchronization同步的方式来确保在消息被发布给主题之前,通知只能被发送到注册的观察者处

        synchronized (MUTEX) {
            if (!changed)
                return;

            observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);

            this.changed=false;

        }

        for (Observer obj : observersLocal) {
            obj.update();
        }

    }

 
    @Override
    public Object getUpdate(Observer obj) {

        return this.message;

    }

    //method to post message to the topic

    public void postMessage(String msg){

        System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);

        this.message=msg;

        this.changed=true;

        notifyObservers();

    }

}

接下来是观察者的实现:

package com.journaldev.design.observer;
public class MyTopicSubscriber implements Observer {

    private String name;
    private Subject topic;

    public MyTopicSubscriber(String nm){

        this.name=nm;

    }

    @Override
    public void update() {

//update()方法的实现使用了被观察者的getUpdate()来处理更新的消息。此处应该避免把消息作为参数传递给update()方法。
        String msg = (String) topic.getUpdate(this);

        if(msg == null){

            System.out.println(name+":: No new message");

        }else

        System.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);

    }

    @Override
    public void setSubject(Subject sub) {

        this.topic=sub;

    }

}

简单测试:

package com.journaldev.design.observer;

public class ObserverPatternTest {

    public static void main(String[] args) {

        //create subject
        MyTopic topic = new MyTopic();

        //create observers
        Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");
        Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");
        Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");

        //register observers to the subject
        topic.register(obj1);
        topic.register(obj2);
        topic.register(obj3);

        //attach observer to subject
        obj1.setSubject(topic);
        obj2.setSubject(topic);
        obj3.setSubject(topic);

        //check if any update is available
        obj1.update();

        //now send message to subject
        topic.postMessage("New Message");

    }

}

输出内容:

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
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