java设计模式之观察者模式

观察者模式又称发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使他们能够自动更新自己。将一个系统分割成一系列相互协作的类有一个很不好的副作用，那就是需要维护相关对象间的一致性。我们不希望为了维持一致性而使各类紧密耦合，这样会给维护、扩展和复用都带来不便。观察者模式所做的工作其实就是在解除耦合，让耦合的双方都依赖于抽象，而不是依赖于具体。

　　观察者模式是实际中应用比较广泛的模式，其应用场景比如，一台生产大米的工厂，和n个销售大米的商家，n个商家首先在这个工厂注册一下自身的联系方式，当工厂生产出一定量的大米后，再依照联系方式通知这n个商家来取货。这个例子当中用到了观察者模式中的注册（Attach）和通知（Notify），即当通知者的状态改变时，依次通知各个观察者。

　　Subject是抽象通知者，Observer是抽象观察者。如果要创建的派生类是风马牛不相及的对象，可以考虑使用接口实现若干个相同的方法。　　

　　Java代码如下：

abstract class Subject {
  private ArrayList<Observer> observersList = new ArrayList<Observer>();
  
  // add observers
  public void Attach(Observer ob) {
    observersList.add(ob);
  }
  
  // remove observers
  public void Detach(Observer ob) {
    observersList.remove(ob);
  }
  
  public void Notify()
  {
    for (Observer ob : observersList) {
      ob.Update();
    }
  }
}

abstract class Observer {
  public abstract void Update();
}

public class ConcreteObserver extends Observer {
  private String name;
  private String observerStatus;
  private ConcreteSubject subject;
  
  public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, String name)
  {
    this.subject = subject;
    this.name = name;
  }
  
  public void Update() 
  {
    observerStatus = subject.getSubjectStatus();
  }  
}

public class ConcreteSubject extends Subject {
  private String subjectStatus;

  public String getSubjectStatus() {
    return subjectStatus;
  }

  public void setSubjectStatus(String subjectStatus) {
    this.subjectStatus = subjectStatus;
  }

  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    ConcreteSubject s = new ConcreteSubject();

    s.Attach(new ConcreteObserver(s, "X"));
    s.Attach(new ConcreteObserver(s, "Y"));
    s.Attach(new ConcreteObserver(s, "Z"));
    
    s.setSubjectStatus("Ready");
    s.Notify();
  }
}

　　上述代码中，有抽象观察者和抽象通知者。当Subject的状态改变之后，调用函数即可通知在其内部注册过的观察者。这种设计的思想在平时生活中也是比较常见的，就比如开头提到的生产大米的厂家和销售大米的商家。再来一个应用场景，比如书店中某一本书缺货了，顾客还是想买的话，可以进行登记，等到货后，书店老板会打电话依次通知想买书的顾客。这种注册的机制在其他的编程技巧中也是有很多体现的。比如程序向底层库注册多个回调函数，当条件满足时，底层库就会通知（或者说调用）最上层提供的回调函数。

　　上述代码是Java写的，C++的话也是类似，主要是Subject保存Observer的指针。但是C++要考虑释放内存的问题，注意当Observer本身要被销毁时，必须要调用Subject的Detach函数，否则Update时可能会出现使用野指针造成crash的问题。可以考虑使用Subject管理Observer的生命周期。

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