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观察者模式的Java实现及应用

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观察者模式定义
观察者模式定义了对象之间的一对多依赖,这样一来,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
图片描述
关键字
Observable
即被观察者,也可以被叫做主题(Subject)是被观察的对象。通常有注册方法(register),取消注册方法(remove)和通知方法(notify)。
Observer
即观察者,可以接收到主题的更新。当对某个主题感兴趣的时候需要注册自己,在不需要接收更新时进行注销操作。
例子与应用
举一个生活中的例子:比如用户从报社订阅报纸,报社和用户之间是一对多依赖,用户可以在报社订阅(register)报纸,报社可以把最新的报纸发给用户(notify),用户自动收到更新。在用户不需要的时候还可以取消注册(remove)。

再比如Android中的EventBus,Rxjava的实现都是基于观察者模式的思想。再比如回调函数:Android中对Button的点击监听等等。

观察者模式可以用来解耦

自己用代码实现一个观察者模式
现在我们用代码来实现上面订阅报纸的例子:
NewProvider作为对于报社的抽象,每隔两秒钟向用户发送报纸;User作为用户的抽象,可以收到报纸。NewsModel作为对报纸本身的抽象。

/**
 * 被观察者接口定义
 */
public interface MyObserverable {

    void register(MyObserver myObserver);

    void remove(MyObserver myObserver);

    void send(NewsModel model);

}
/**
 * 观察者接口定义
 */
public interface MyObserver {

    void receive(NewsModel model);

}
/**
 * 对于报社的抽象,实现了被观察者接口,每隔2s发送一次报纸
 */
public class NewsProvider implements MyObserverable {
    private static final long DELAY = 2 * 1000;
    private List<MyObserver> mObservers; //我们用一个List来维护所有的观察者对象

    public NewsProvider() {
        mObservers = new ArrayList<>();
        generateNews();
    }

    /**
     * 模拟产生新闻,每个2s发送一次
     */
    private void generateNews() {
        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {
            int titleCount = 1;
            int contentCount = 1;

            @Override
            public void run() {
                send(new NewsModel("title:" + titleCount++, "content:" + contentCount++));
            }
        }, DELAY, 1000);
    }

    @Override
    public void register(MyObserver myObserver) {
        if (myObserver == null)
            return;
        synchronized (this) {
            if (!mObservers.contains(myObserver))
                mObservers.add(myObserver);
        }
    }

    @Override
    public synchronized void remove(MyObserver myObserver) {
        mObservers.remove(myObserver);
    }

    @Override
    public void send(NewsModel model) {
        for (MyObserver observer : mObservers) {
            observer.receiveNews(model);
        }
    }
}
/**
 * 对于用户的抽象
 */
public class User implements MyObserver {
    private String mName;

    public User(String name) {
        mName = name;
    }

    @Override
    public void receive(NewsModel model) {
        System.out.println(mName + " receive news:" + model.getTitle() + "  " + model.getContent());
    }
}
/**
 * 测试类
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        NewsProvider provider = new NewsProvider();
        User user;
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            user = new User("user:"+i);
            provider.register(user);
        }

    }
}

运行结果如下:
图片描述
这样我们就自己动手完成了一个简单的观察者模式。

其实在JDK的util包内Java为我们提供了一套观察者模式的实现,在使用的时候我们只需要继承Observable和Observer类即可,其实观察者模式十分简单,推荐阅读JDK的实现代码真心没有几行。此外在JDK的实现中还增加了一个布尔类型的changed域,通过设置这个变量来确定是否通知观察者。

下面我们用JDK的类来实现一遍我们的观察者模式:

public class NewsProvider extends Observable {
    private static final long DELAY = 2 * 1000;

    public NewsProvider() {
        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {
           private int titleCount = 1;
           private int contentCount = 1;
            @Override
            public void run() {
                setChanged(); //调用setChagned方法,将changed域设置为true,这样才能通知到观察者们
                notifyObservers(new NewsModel("title:" + titleCount++, "content:" + contentCount++));
            }
        }, DELAY, 1000);
    }
}
public class User implements Observer {
    private String mName;

    public User(String name) {
        mName = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable observable, Object data) {
        NewsModel model = (NewsModel) data;
        System.out.println(mName + " receive news:" + model.getTitle() + "  " + model.getContent());
    }
}

非常简单有木有

回调函数与观察者模式
关于回调函数的定义在知乎上看到过一个很赞的解释:

你到一个商店买东西,刚好你要的东西没有货,于是你在店员那里留下了你的电话,过了几天店里有货了,店员就打了你的电话,然后你接到电话后就到店里去取了货。在这个例子里,你的电话号码就叫回调函数,你把电话留给店员就叫登记回调函数,店里后来有货了叫做触发了回调关联的事件,店员给你打电话叫做调用回调函数,你到店里去取货叫做响应回调事件。回答完毕。

在Android中我们有一个常用的回调:对与View点击事件的监听。现在我们就来分析一下对于View的监听。
通常在我们使用的时候是这样的:

        xxxView.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // do something
            }
        });

这样我们就注册好了一个回调函数。
我们可以在View的源码里发现这个接口:

    /**
     * Interface definition for a callback to be invoked when a view is clicked.
     */
    public interface OnClickListener {
        /**
         * Called when a view has been clicked.
         *
         * @param v The view that was clicked.
         */
        void onClick(View v);
    }

当你setClickListener的时候在View的源码中可以看到对本地OnClickListener的初始化

    /**
     * Register a callback to be invoked when this view is clicked. If this view is not
     * clickable, it becomes clickable.
     *
     * @param l The callback that will run
     *
     * @see #setClickable(boolean)
     */
    public void setOnClickListener(@Nullable OnClickListener l) {
        if (!isClickable()) {
            setClickable(true);
        }
        getListenerInfo().mOnClickListener = l;
    }

当你的点击到一个View后Android系统经过一系列的调用最后到了View的performClick方法中:

/**
     * Call this view's OnClickListener, if it is defined.  Performs all normal
     * actions associated with clicking: reporting accessibility event, playing
     * a sound, etc.
     *
     * @return True there was an assigned OnClickListener that was called, false
     *         otherwise is returned.
     */
    public boolean performClick() {
        final boolean result;
        final ListenerInfo li = mListenerInfo;
        if (li != null && li.mOnClickListener != null) {
            playSoundEffect(SoundEffectConstants.CLICK);
            li.mOnClickListener.onClick(this);
            result = true;
        } else {
            result = false;
        }

        sendAccessibilityEvent(AccessibilityEvent.TYPE_VIEW_CLICKED);
        return result;
    }

就在这里,触发了你的onClick方法,然后执行方法体。

这里我们的被观察者就是View,他的注册方法(register)就是setOnClickListener(),通知方法就是performClick;而OnClickListener就是观察者。只不过这里的只能注册一个观察对象而已。

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