设计模式-观察者模式

2020-06-13

模式动机

软件系统：一个对象的状态或行为的变化将导致其他对象的状态或行为也发生改变，它们之间将产生联动。

观察者模式：

定义了对象之间一种一对多的依赖关系，让一个对象的改变能够影响其他对象；
发生改变的对象成为观察目标，被通知的对象成为观察者；
一个观察目标可以对应多个观察者。

模式定义

观察者模式：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。

观察者模式又叫做发布-订阅模式、模型-视图模式、源-监听器模式或从属者模式。

观察者模式是一个对象行为型模式。

模式结构

cenganhui/TOIMG4f2ca0613041013N.png

观察者模式包含如下角色：

Subject：目标
ConcreteSubject：具体目标
Observer：观察者
ConcreteObserver：具体观察者

模式分析

有时候在具体观察者类ConcreteObserver中需要使用到具体目标类ConcreteSubject中的状态（属性），会存在关联或依赖关系。
如果在具体层之间具有关联关系，系统的扩展性将受到一定的影响，增加新的具体目标类时有时候需要修改原有观察者的代码，在一定程度上违背了开闭原则，但是如果原有观察者类无须关联新增的具体目标，则系统扩展性不受影响。

应用实例

某在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到 5% 时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的股民。现使用观察者模式设计该系统。

实例类图

cenganhui/TOIMG83bcb0613041021N.png

股票类（具体目标）

public class Stock {
	
	private List<Investor> investors = new ArrayList<>();   // 股民
	
	private String stockName;   // 股票名称
    
	private double price;   // 股票价格
	
	public Stock(String stockName, double price) {
		this.stockName = stockName;
		this.price = price;
	}
	
	/**
	 * 添加股民
	 * @param investor
	 */
	public void attach(Investor investor) {
		investors.add(investor);
	}
	
	/**
	 * 移除股民
	 * @param investor
	 */
	public void detach(Investor investor) {
		investors.remove(investor);
	}
	
	public void setStockName(String stockName) {
		this.stockName = stockName;
	}
	
	public String getStockName() {
		return this.stockName;
	}
	
	/**
	 * 设置价格
	 * @param price
	 */
	public void setPrice(double price) {
		double oldPrice = this.price;
		this.price = price;
		// 若变化幅度超过5%，则通知
		if(price > oldPrice * 1.05 || price < oldPrice * 0.95) {
			notifyIvestor();
		}	
	}
	
	public double getPrice() {
		return this.price;
	}
	
	/**
	 * 通知股民
	 */
	public void notifyIvestor() {
		for(int i = 0; i < investors.size(); i ++) {
			investors.get(i).response(this);
		}
	}
	
}

股民接口类（观察者）

public interface Investor {
	
	void response(Stock stock);
	
}

具体股民类（具体观察者）

public class ConcreteInvestor implements Investor {
	
	private String name;	// 股民姓名
	
	public ConcreteInvestor(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	/**
	 * 响应方法
	 */
	public void response(Stock stock) {
		System.out.println("提示股民：" + name + "---股票：" + stock.getStockName() + "价格波动幅度超过5%---新价格是：" + stock.getPrice());
	}

}

客户端测试类

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// 创建两个股民
		Investor investor1 = new ConcreteInvestor("cgh1");
		Investor investor2 = new ConcreteInvestor("cgh2");
		// 创建一个股票，并加入股民
		Stock haier = new Stock("青岛海尔", 20.00);
		haier.attach(investor1);
		haier.attach(investor2);
		// 设置新价格
		haier.setPrice(25.00);
		
	}

}

观察者模式优点

可以实现表示层和数据逻辑层的分离；
在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合；
支持广播通信，简化了一对多系统设计的难度；
符合开闭原则，增加新的具体观察者无须修改原有系统代码，在具体观察者与观察目标之间不存在关联关系的情况下，增加新的观察目标也很方便。

观察者模式缺点

将所有的观察者都通知到会花费很多时间；
如果存在循环依赖时可能导致系统崩溃；
没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而只是知道观察目标发生了变化。

适用范围

一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，将这两个方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用；
一个对象的改变将导致一个或多个其他对象发生改变，且并不知道具体有多少对象将发生改变，也不知道这些对象是谁；
需要在系统中创建一个触发链。