设计模式(15)——观察者模式

设计模式

本文介绍观察者模式的概念和应用。

基本思想和原则

定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。另外观察者模式又被称为发布/订阅模式。

动机

当一个对象的状态变化会导致其他对象的变化时，可以考虑使用观察者模式。

实现

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public class Server extends Observable {
    private String name;

    public Server(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void cpuOverload() {
        System.out.println(this.getName() + " CPU overload.");
        super.setChanged();
        super.notifyObservers("cpu overload");
    }

    public void diskOverload() {
        System.out.println(this.getName() + " disk overload.");
        super.setChanged();
        super.notifyObservers("disk overload");
    }
}

public class Monitor implements Observer {
    private String name;

    public Monitor(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void update(Observable o, Object arg) {
        String msg = (String)arg;
        Server server = (Server)o;
        if (msg.equalsIgnoreCase("cpu overload")) {
            System.out.println(this.getName() + " got cpu overload message of " + server.getName() + ".");
        } else if (msg.equalsIgnoreCase("disk overload")) {
            System.out.println(this.getName() + " got disk overload message of " + server.getName() + ".");
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Server server1 = new Server("Server_1");
        Monitor monitor1 = new Monitor("Monitor_1");
        Monitor monitor2 = new Monitor("Monitor_2");

        server1.addObserver(monitor1);
        server1.addObserver(monitor2);
        server1.cpuOverload();
        server1.diskOverload();
    }
}

输出如下：

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Server_1 CPU overload.
Monitor_2 got cpu overload message of Server_1.
Monitor_1 got cpu overload message of Server_1.
Server_1 disk overload.
Monitor_2 got disk overload message of Server_1.
Monitor_1 got disk overload message of Server_1.

上面的代码模拟了一个监控器监视服务器状态的场景，这个场景中服务器是被观察者，监控器是观察者。注意Server类继承了Observable类，Observable类中已经实现了addObserver、deleteObserver和notifyObservers这几个方法，用于添加观察者，删除观察者和通知观察者，其在内部维护了一个观察者数组，通知观察者时遍历这个观察者数组，一个个通知即可。另外Server类在cpuOverload和diskOverload两个方法中将CPU过载和磁盘过载的事件通知观察者。

Monitor类实现了Observer接口，这个接口只有一个方法需要实现：

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void update(Observable o, Object arg);

update方法是在被观察者通知观察者的时候被调用的，在这个方法中观察者会收到两个参数：被观察者对象的引用和一个通知数据参数，观察者在这个方法中对被观察者发生的状态变动做出自己的响应。

Java中对观察者模式已经有了很好的封装，一般情况下我们只需将被观察者继承Observable类，观察者实现Observer接口，然后编写自己的业务逻辑即可，非常方便。

优点

观察者模式建立了一套抽象的事件触发机制，观察者和被观察之间可以独立扩展。

缺点

在使用观察者模式时要注意不要建立过长的观察链，这有可能导致性能问题，出问题时排查也较为困难。

设计模式