Java设计模式中的观察者模式

非凡的小笨鱼 2023-03-21 我要评论

一.介绍

观察者模式（Observer Pattern）属于行为型模式。定义了对象之间的一对多依赖，让多个观察者同时监听某一个主题对象，类似于广播机制，只需要分发广播，感兴趣的对象自动接收该广播。我们平常所说的Observer、Listener、Hook、Callback都和这个模式有关

二.场景约束

小孩(Baby)哭的时候会通知到爸爸(Dad)和妈妈(Mum),爸爸妈妈会对此采取不同的行为

三.UML类图

版本一

版本二

新增事件类将观察者与主题解耦，观察者可以根据不同的事件执行不同的操作，也可以直接对事件源进行操作

四.示意代码(版本一)

业务代码

//抽象观察者
public interface Observer {
    void action();
}
//抽象主题
abstract class Subject{
    protected List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    public abstract void notifyObserver();
}
//具体主题-被观察者
class Baby extends Subject{
    @Override
    public void notifyObserver() {
        System.out.println("baby cry");
        observers.forEach(Observer::action);
    }
}
//具体观察者
class Dad implements Observer {
    @Override
    public void action() {
        System.out.println("dad feed baby");
    }
}
//具体观察者
class Mum implements Observer {
    @Override
    public void action() {
        System.out.println("mum hug baby");
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Baby baby = new Baby();
        baby.addObserver(new Mum());
        baby.addObserver(new Dad());
        baby.notifyObserver();
    }
}

五.示意代码(版本二）

//抽象观察者
public interface Observer {
    void action(Event event);
}
//抽象主题
abstract class Subject {
    protected List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    public abstract void notifyObserver();
}
//具体主题-被观察者
class Baby extends Subject {
    @Override
    public void notifyObserver() {
        System.out.println("baby cry");
        CryEvent cryEvent = new CryEvent(new Date().getTime(), this);
        observers.forEach(observer -> observer.action(cryEvent));
    }
}
//抽象事件
abstract class Event {
    public abstract Object getSource();
}
//具体事件
class CryEvent extends Event {
    public long when;
    Baby source;
    public CryEvent(long when, Baby source) {
        this.when = when;
        this.source = source;
    }
    @Override
    public Baby getSource() {
        return source;
    }
}
//具体观察者
class Dad implements Observer {
    @Override
    public void action(Event event) {
        System.out.println("dad feed baby");
        if(event.getSource() instanceof Baby){
            System.out.println("dad对事件源进行处理");
        }
    }
}
//具体观察者
class Mum implements Observer {
    @Override
    public void action(Event event) {
        System.out.println("mum hug baby");
        if(event.getSource() instanceof Baby){
            System.out.println("mum对事件源进行处理");
        }
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
       Baby baby = new Baby();
       baby.addObserver(new Dad());
       baby.addObserver(new Mum());
       baby.notifyObserver();
    }
}

六.观察者模式与发布订阅模式

发布订阅模式

发布者不会直接通知订阅者
发布者与订阅者完全解耦

观察者模式

主题要自己通知(notify)观察者
主题与观察者松耦合

七.优点

符合依赖倒置原则(观察者与主题都依赖于抽象)
降低耦合(主题与观察者之间的耦合关系)

八.在JDK中的典型应用

在java.awt包下有很多观察者模式的身影，先来看下简单的UML类图

主题角色：java提供的组件类(以Button为例) 观察者角色：java提供的事件监听(各种Listener) 事件角色：鼠标事件、键盘事件等等

再来看看一个小demo 在窗口中添加一个按钮，给按钮添加上鼠标与键盘的相关事件，当点击按钮或者按下键盘的时候在控制台打印相应的语句

public class MainFrame extends JFrame {
    public MainFrame() throws HeadlessException {
        //定义一个具体主题
        Button button = new Button("click");
        //给主题添加观察者(鼠标监听)
        button.addMouseListener(new MouseAdapter() {
            @Override
            public void mouseClicked(MouseEvent e) {
                //MouseEvent就是具体事件
                System.out.println("按钮被点击");
            }
        });
        //给主题添加观察者(键盘监听)
        button.addKeyListener(new KeyAdapter() {
            @Override
            public void keyTyped(KeyEvent e) {
                //KeyEvent就是具体事件
                System.out.println("按下" + e.getKeyChar());
            }
        });
        add(button);
        setSize(100,100);
        this.setLocationRelativeTo(null);
        this.setVisible(true);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new MainFrame();
    }
}

这里的KeyAdapter与MouseAdapter使用的是适配器模式