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观察者设计模式
阅读量:5964 次
发布时间:2019-06-19

本文共 6534 字,大约阅读时间需要 21 分钟。

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先来看下下报纸和杂志的订阅:
(1)报社:出版报纸和杂志
(2)订阅者:向某家报社订阅报纸和杂志,只要报社出版了新的报纸,订阅者就会收到最新的报纸和杂志。
(3)报社具有添加和删除订阅者的功能(其实应该是订阅者具有订阅和退订的功能,这个主动权应该是订阅者而不是报社,报社也应该对外开放这样的方法)
下面就让我们来简单实现上述的描述:
报社:PublishingHouse 如下:
package com.lg.design.obser;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class PublishingHouse {		private List
subscribers=new ArrayList
(); public void add(Subscriber subscriber){ if(subscriber!=null && !subscribers.contains(subscriber)){ subscribers.add(subscriber); } } public void delete(Subscriber subscriber){ if(subscriber!=null){ subscribers.remove(subscriber); } } public void produceNewspaper(String newspaper) { notifySubscribers(newspaper); } private void notifySubscribers(String newspaper) { for(Subscriber subscriber:subscribers){ subscriber.receiveNewspaper(newspaper); } } }
PublishingHouse 有添加和删除订阅者Subscriber的方法,同时在生产报纸时来通知所有的订阅者。
订阅者:Subscriber如下:
package com.lg.design.obser;public interface Subscriber {	public void receiveNewspaper(String newspaper);	}
订阅者是一个接口,订阅到报纸后如何处理不同的订阅者有不同的实现。
如某类订阅者 ASubscriber:
package com.lg.design.obser;public class ASubscriber implements Subscriber{	@Override	public void receiveNewspaper(String newspaper) {		System.out.println("A receive newspaper:"+newspaper);	}}
再如某类订阅者 BSubscriber:
package com.lg.design.obser;public class BSubscriber implements Subscriber{	@Override	public void receiveNewspaper(String newspaper) {		System.out.println("B receive newspaper:"+newspaper);	}}
测试方法如下:
public static void main(String[] args){		PublishingHouse publishingHouse=new PublishingHouse();		Subscriber a=new ASubscriber();		Subscriber b=new BSubscriber();		publishingHouse.add(a);		publishingHouse.add(b);				publishingHouse.produceNewspaper("第一天的报纸");		publishingHouse.produceNewspaper("第二天的报纸");	}
输出的结果为:
A receive newspaper:第一天的报纸B receive newspaper:第一天的报纸A receive newspaper:第二天的报纸B receive newspaper:第二天的报纸
观察者模式其实很简单,就是报社维护了一个订阅者集合,一旦有新的报纸,就会去遍历那个集合,调用集合里元素的通用方法receiveNewspaper(接口方法)。报社的produceNewspaper方法就是将上述过程进行了封装而已。
上述的例子很简单,同时有很多问题。下面来说说JDK自身已实现的观察者模式:
被观察者Observable(如报社),观察者Observer(如订阅者)
观察者Observer如下:
public interface Observer {        void update(Observable o, Object arg);}
被观察者Observable如下:
package java.util;public class Observable {    private boolean changed = false;    private Vector obs;    public Observable() {        obs = new Vector();    }    public synchronized void addObserver(Observer o) {        if (o == null)            throw new NullPointerException();        if (!obs.contains(o)) {            obs.addElement(o);        }    }    public synchronized void deleteObserver(Observer o) {        obs.removeElement(o);    }    public void notifyObservers() {        notifyObservers(null);    }    public void notifyObservers(Object arg) {        /*         * a temporary array buffer, used as a snapshot of the state of         * current Observers.         */        Object[] arrLocal;        synchronized (this) {            /* We don't want the Observer doing callbacks into             * arbitrary code while holding its own Monitor.             * The code where we extract each Observable from             * the Vector and store the state of the Observer             * needs synchronization, but notifying observers             * does not (should not).  The worst result of any             * potential race-condition here is that:             * 1) a newly-added Observer will miss a             *   notification in progress             * 2) a recently unregistered Observer will be             *   wrongly notified when it doesn't care             */            if (!changed)                return;            arrLocal = obs.toArray();            clearChanged();        }        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);    }    public synchronized void deleteObservers() {        obs.removeAllElements();    }    protected synchronized void setChanged() {        changed = true;    }    protected synchronized void clearChanged() {        changed = false;    }    public synchronized boolean hasChanged() {        return changed;    }    public synchronized int countObservers() {        return obs.size();    }}
它使用一个Vector集合来存放所有的Observer,具有添加删除Observer的功能。同时还有一个changed属性,用来标示状态是否发生变化,所以在执行notifyObservers通知前要把该状态改为true,为了保证线程安全,setChanged、hasChanged、clearChanged都加上了synchronized 进行同步。再来详细看下notifyObservers过程:
arrLocal作为当时Observers的一个快照,在该方法中对状态的判断和改变进行了同步,然后按照倒序进行了事件的通知,即调用集合中每个Observer。
先说下我对jdk实现的观察者模式的看法:
(1)加入changed属性,则需要在每次想要执行通知前,提前设置setChanged即changed=true,然后执行notifyObservers才有效,这使得我们在使用时必须使setChanged方法和notifyObservers方法进行synchronized操作,使之成为“原子操作”,不然在多线程环境中,会通知失败。如线程1执行setChanged,线程2执行setChanged,线程1执行notifyObservers,它就会把changed=false,此时线程2再执行notifyObservers,就会因为changed=false而直接退出,不会发出通知,changed属性的确给我们带来了同步的麻烦,也体现在了notifyObservers方法中,如下:
public void notifyObservers(Object arg) {        /*         * a temporary array buffer, used as a snapshot of the state of         * current Observers.         */        Object[] arrLocal;        synchronized (this) {            if (!changed)                return;            arrLocal = obs.toArray();            clearChanged();        }        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);    }
有了changed属性,必须要在该方法中对changed的判断进行同步,否则会造成如下现象:线程1设置了setChanged方法,在执行notifyObservers时还未执行到clearChanged方法,此时线程2不用调用setChanged方法,直接调用notifyObservers,也会实现通知。
(2)Observer接口的方法,void update(Observable o, Object arg);此时传递的是Observable对象,如MyObservable继承了Observable 对象,此时我们要获取MyObservable的数据就必须要对void update(Observable o, Object arg)传进来的Observable o进行强制类型转换,而我们应该可以利用泛型来更好的设计这一个接口,避免强制类型转换。如下:
public interface MyObserver
{ public void update(T t,Object args);}
(3)对于Observable的notifyObservers通知顺序,默认写死为倒序通知,不应该是这样的,而是,应该对开开放成接口,同时提供多种实现,如正序通知的实现和倒序通知的实现。如果还满足不了需求,我们就可以自定义顺序实现该接口,设置进Observable中。
(4)对于Observable内部使用Vector,也是不可扩展的一个地方,如果我们想换种集合就没法实现,并不是什么需求都会去使用Vector。
(5)观察者自己应该具有取消关注的权利,即微信中的订阅一样,自己有权利去关注和取消关注,所以有时观察者接口由希望有一个取消关注的方法,然而该方法的实现又很明白,不需要观察者自己来实现。这就使用到了java8中接口中默认方法的实现。如下所示:
public interface Observer {        void update(Observable o, Object arg);    default void unregister(Observable o){         o.deleteObserver(this);    }    default void register(Observable o){         o.addObserver(this);    }}
不知道这样写对不对,
所以对于Jdk自身实现的观察者模式扩展性并不好,同时大量使用synchronized来解决多线程问题,没有更好的使用多线程包中的同步技术。观察者模式本身很简单,所以有时候还是需要我们自己来写一个观察者模式。
以上纯属个人拙见,欢迎激烈讨论,共同进步。
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作者:iteye的乒乓狂魔

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