观察者设计模式 Vs 事件委托（java）

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Liuqz2009 2023-01-05 15:05:31 博主文章分类：代码设计

文章标签 观察者模式 ide List 文章分类 虚拟化云计算

本篇博客主要讲解一下几个问题

什么是观察者模式
观察者模式的优缺点
如何看待观察者模式的缺点
事件的委托

什么是观察者模式

简单来说，当有多个观察者想同时观察同一个主题对象的时候，当主题对象的状态发生变化，观察者能够回调自身的方法去更新自己

观察者模式的类UML图

实现步骤

要定义一个观察者接口
观察者实现观察者接口
要有一个被通知者接口，里面有addObserver（Observer observer），
removeObserver（Observer observer）， notifyObservers（）方法
在被观察者发生变化的时候，调用 notifyObservers（），遍历List，回调observer里面的方法

举例：

Android系统内容提供者，内容观察者就采用了这种观察者模式
RecyClerView和ListView的 Adapter就采用了观察者模式,关于RecyclerView的Adapter是怎样实现观察者模式的，可以参考我的这篇博客关于RecyclerView的Adapter的notifyItemInserted（）的一些分析
当两个界面想同时观察下载进度的话，可以采用观察者模式来解耦。

情景实例

班主任来啦！
小A对小B说：“今天真是笑死人了，我们班一位同学在仔细的时候看NBA球赛，被班主任抓了个正着。班主任脸都绿了，哈哈，真是笑死我了。
小B说：”啊，你们怎么同学怎么敢在课上看电视啊？“
小A说：”没有的，他们那帮子男生经常自习的时候看球赛的。我们班有个女生坐在前排，那些男生就给她送写小礼物啊什么的。班主任来了，那个女生就去通知敲一下桌子。“
小B说：”好吧。这也行。那今天怎么会有人被抓？“
小A说：”这是因为刚好班主任来的时候，那个女生去上厕所了。结果一个看漫画的男生没被抓，那个看NBA球赛的男生被抓了。手机都被没收了呢！”
小B说：“好吧。你说的这个场景，让我想起了一个设计模式，叫做观察者模式。要不给你讲讲？”
小A吐血，倒地不起。。。。。。

代码示例：

我们先来看一下被观察者接口

public interface Subject {

    /**
     * 添加观察者
     * @param observer
     */
    void addObserver(Observer observer);
    /**
     * 移除指定的观察者
     * @param observer
     */
    void removeObserver(Observer observer);
    /**
     * 移除所有的观察者
     */
    void removeAll();

    /**
     * data 是要通知给观察者的数据
     * 因为Object是所有类的父类，可以使用多态，当然 你也可以使用 泛型
     * @param data
     */
    void notifyAllObserver(Object data);

    /**
     * 单独 通知某一个观察者
     * @param observer
     * @param data
     *  data 是要通知给观察者的数据
     * 因为Object是所有类的父类，可以使用多态，当然 你也可以使用 泛型
     */
    void notify(Observer observer,Object data);

}

接着我们先来看一下观察者接口

/**
 * 观察者接口
 * @author Administrator
 *
 */
public interface Observer {

    /**
     * 
     * @param subject 被观察者
     * @param data    被观察者传递给观察者的 数据
     */
    void update(Subject subject,Object data);


}

接下来我们来看一下ConcreteSubject是怎样实现的，

简单来说就是当添加观察者的时候判断是否存在当前的观察者，不存在的话，添加到List集合当中
移除观察者的时候直接从List集合移除
当Subject的状态发生变化的时候，遍历List，调用Observer的update方法去更新自身

/**
 * 具体的主题对象 
 * 这里就不实现线程安全的功能了，
 * 有兴趣的话可以参考java.util报下的Observable
 * @author xujun
 *
 */

public class ConcreteSubject implements Subject {

    List<Observer> mList = new ArrayList<>();

    @Override
    public void addObserver(Observer observer) {
        // 确保相同的观察者只含有一个
        if (observer == null) {
            throw new NullPointerException("observer == null");
        }

        if (!mList.contains(observer)) {
            mList.add(observer);
        }


    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        mList.remove(observer);

    }

    @Override
    public void removeAll() {
       mList.clear();
    }



    @Override
    public void notifyAllObserver(Object data) {
        for (Observer observer : mList) {
            observer.update(this,data);
        }

    }

    @Override
    public void notify(Observer observer, Object data) {
        if(observer!=null){
            observer.update(this, data);
        }

    }

}

最后我们来看一下具体的ConcreteObserver具体做了什么?
这里为了方便，就只是打印出当前的类名和通知者发出的消息而已，在具体的情景当中，我们可以拿着 Object data 去更新自身的状态。

public class NBAObserver implements Observer {

    @Override
    public void update(Subject subject, Object data) {
        System.out.println( " 我是"+this.getClass().
                getSimpleName()+"，  "+data+"别看NBA了");

    }

}

public class CartoonObserver implements Observer {

    @Override
    public void update(Subject subject, Object data) {
        System.out.println( " 我是"+this.getClass().
                getSimpleName()+"，  "+data+"别看漫画了");    
    }

}

运行一下测试代码

public class TestObserver {

    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject concreteSubject = new ConcreteSubject();
        CartoonObserver cartoonObserver = new CartoonObserver();
        NBAObserver nbaObserver = new NBAObserver();
        concreteSubject.addObserver(cartoonObserver);
        concreteSubject.addObserver(nbaObserver);

        concreteSubject.notifyAllObserver("老师来了");

    }

}

我们可以看到输出以下的信息

我是CartoonObserver，老师来了别看漫画了
我是NBAObserver，老师来了别看NBA了

观察者模式的实现分析到此为止

观察者模式的优缺点

优点

很好地解耦了通知者与观察者，观察者不需要了解通知者内部是怎样实现的，方便于日后代码的修改，体现了依赖倒转的原则。

缺点分析：

分析：

“上面该机的代码中抽象通知者还是依赖了抽象观察者，万一没有抽象观察者，那岂不是功能都完成不了啦！
还有你这上面代码写的，所以对象更新的动作都一样的。万一我对象更新不一样呢？比如，看NBA球赛的听见班主任来了就跑去上厕所，而看漫画的听见班主任来了就继续看书。代码又应该怎么写呢？”小A，揉了揉惺忪的睡眼，疑惑地问道。
小B说：“我去，我还以为你睡着了呢！原来你在听啊！我太高兴了。下面我们就利用一种叫做“事件委托”的东东去解决这个问题哈！”
小A说：“我滴个神，什么叫事件委托啊？”

解决方法

1.解决方法，使用事件委托

事件委托

我们先来看一下我们的通知者GoodNotifier是怎样实现的？

public class GoodNotifier extends Notifier {   

    @Override  
    public void addListener(Object object, String methodName, Object... args) {   
        System.out.println("有新的同学委托尽职尽责的放哨人!");   
        EventHandler handler = this.getEventHandler();
        handler.addEvent(object, methodName, args);   
    }   

    @Override  
    public void notifyX() {   
        System.out.println("尽职尽责的放哨人告诉所有需要帮忙的同学：老师来了");   
        try{   
            this.getEventHandler().notifyX();   
        }catch(Exception e){   
            e.printStackTrace();   
        }   
    }   

}

接着我们在来看它的父类Notifier是怎样实现的

/**
 * 通知者的 抽象类
 * @author xujun
 *
 */
public abstract class Notifier {
    private EventHandler eventHandler = new EventHandler();

    public EventHandler getEventHandler() {
        return eventHandler;
    }

    public void setEventHandler(EventHandler eventHandler) {
        this.eventHandler = eventHandler;
    }

    /**
     * 增加需要帮忙 放哨 的 学生
     * 
     * @param object 要执行方法的对象
     * @param methodName 执行方法 的方法名
     * @param args   执行方法的参数
     */
    public abstract void addListener(Object object, String methodName,
            Object... args);

    /**
     * 告诉所有要帮忙放哨的学生：老师来了
     */
    public abstract void notifyX();
}

看了上面notifier的代码以后，你是不是有一种似曾相识的感觉，是不是感觉跟我们的观察者模式中的通知者很相似

观察者模式我们的通知者是这样实现的

@Override
    public void notifyAllObserver(Object data) {
        for (Observer observer : mList) {
            observer.update(this,data);
        }

    }

在事件委托中我们是这样实现的

@Override  
    public void notifyX() {   
        System.out.println("尽职尽责的放哨人告诉所有需要帮忙的同学：老师来了");   
        try{   
            EventHandler handler = this.getEventHandler();
            handler.notifyX();   
        }catch(Exception e){   
            e.printStackTrace();   
        }   
    }

两者的区别其实即使我们将其交给EventHandler去处理

下面我们来看一下EventHandler我们是怎样实现的

/**
 * 事件的 处理者
 * @author Administrator
 *
 */
public class EventHandler {   
    //是用一个List   
    private List<Event> objects;   

    public EventHandler(){   
        objects=new ArrayList<Event>();   
    }   
    //添加某个对象要执行的事件，及需要的参数   
    public void addEvent(Object object,String methodName,Object...args){   
        objects.add(new Event(object,methodName,args));   
    }   
    //通知所有的对象执行指定的事件   
    public void notifyX() throws Exception{   
        for(Event e : objects){   
            e.invoke();   
        }   
    }   
}

其实跟观察者模式一样，我们把我们的事件对象存储在

objects=new ArrayList<Event>();

当我们添加事件的时候，把事件封装为Event对象，再添加到objects中

objects.add(new Event(object,methodName,args));

当我们要通知事件的时候，再遍历List，通知每一个事件对象

for(Event e : objects){   
     e.invoke();   
}

看到invoke()这个方法，你是不是想到了什么，没错，就是java的反射机制，我们封装在Event类中，下面我们来看一下Event类是怎样实现的

/**
 * 事件对象的封装类
 * @author Administrator
 *
 */
public class Event {   
    //要执行方法的对象   
    private Object object;   
    //要执行的方法名称   
    private String methodName;   
    //要执行方法的参数   
    private Object[] params;   
    //要执行方法的参数类型   
    private Class[] paramTypes;   

    public Event(){   

    }   

    public Event(Object object,String methodName,Object...args){   
        this.object=object;   
        this.methodName=methodName;   
        this.params=args;   
        contractParamTypes(this.params);   
    }   
    //根据参数数组生成参数类型数组   
    private void contractParamTypes(Object[] params){   
        this.paramTypes=new Class[params.length];   
        for(int i=0;i<params.length;i++){   
            this.paramTypes[i]=params[i].getClass();   
        }   
    }   


    public Object getObject() {
        return object;
    }

  //这里省略了若干get和set方法

    /**
     * 根据该对象的方法名，方法参数，利用反射机制，执行该方法  
     * @throws Exception
     */
    public void invoke() throws Exception{   
        Method method=object.getClass().getMethod(this.getMethodName(),
                         this.getParamTypes());   
        if(null==method){   
            return;   
        }   
        method.invoke(this.getObject(), this.getParams());   
    }   
}

在Event类我们invoke()方法所做的工作就是根据我们的对象的方法名，方法参数，利用发射执行方法

运行一下测试代码

//创建一个尽职尽责的放哨者   
Notifier goodNotifier=new GoodNotifier();   

//创建一个玩游戏的同学，开始玩游戏   
WatchCartoonListener playingGameListener=new WatchCartoonListener();  

//创建一个看电视的同学，开始看电视   
WatchingNBAListener watchingTVListener=new WatchingNBAListener();   
//玩游戏的同学告诉放哨的同学，老师来了告诉一下   
goodNotifier.addListener(playingGameListener, "stopPlayingGame",new Date());   
//看电视的同学告诉放哨的同学，老师来了告诉一下   
goodNotifier.addListener(watchingTVListener, "stopWatchingTV",new Date());   
try{   
     //一点时间后   
     Thread.sleep(1000);   
    }catch(Exception e){   
      e.printStackTrace();   
    }   
//老师出现，放哨的人通知所有要帮忙的同学:老师来了   
goodNotifier.notifyX();

结果如下

WatchCartoonListener 我正在看漫画，开始时间：Mon Jul 04 13:25:34 CST 2016
WatchingNBAListener我正在看NBA,开始时间是： Mon Jul 04 13:25:34 CST 2016
有新的同学委托尽职尽责的放哨人!
有新的同学委托尽职尽责的放哨人!
尽职尽责的放哨人告诉所有需要帮忙的同学：老师来了
WatchCartoonListener 老师来了，不要看漫画了，结束时间：Mon Jul 04 13:25:34 CST 2016
WatchingNBAListener老师来了，快关闭NBA直播，结束时间是：Mon Jul 04 13:25:34 CST 2016

总结

观察者优缺点

优点
很好地解耦了代码，体现了依赖倒转的原则

缺点:

抽象通知者还是依赖了抽象观察者，当没有观察者的时候，没办法更新
要求观察者的所有动作必须一样，如果不一样的话，不能实现

事件委托机制分析

放哨者完全不知道做游戏者的存在，完全解耦。（当然，功劳归功于Event和EventHandler，且这两个类具有通用性）
老师来了后游戏者停止游戏回到座位，看NBA者停止看NBA，看漫画这停止看漫画，玩游戏这停止玩游戏。（一次通知，执行了不同类的不同方法）
扩展性很高，再来一个打篮球的学生就先写个打篮球学生类，并在测试代码中告诉放哨者一下就好，放哨者完全没有变。重用性好

PS：Java中是没有像c#delegate关键字的，所以我是通过用Java中的反射来实现，

题外话：为了写这篇博客，也是蛮累的，前前后后查阅了很多资料，不过还是很值得，加深了我对观察者模式的理解，更重要的是学会了如何在实际中运用反射机制

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