Python與設計模式--觀察者模式

一、火警報警器

在門面模式中，我們提到過火警報警器。在當時，我們關注的是通過封裝減少代碼重複。而今天，我們將從業務流程的實現角度，來再次實現該火警報警器。

class AlarmSensor:
    def run(self):
        print "Alarm Ring..."
class WaterSprinker:
    def run(self):
        print "Spray Water..."
class EmergencyDialer:
    def run(self):
        print "Dial 119..."

以上是門面模式中的三個傳感器類的結構。仔細分析業務，報警器、灑水器、撥號器都是“觀察”煙霧傳感器的情況來做反應的。因而，他們三個都是觀察者，而煙霧傳感器則是被觀察對象了。根據分析，將三個類提取共性，泛化出“觀察者”類，並構造被觀察者。
觀察者如下：

class Observer:
    def update(self):
        pass
class AlarmSensor(Observer):
    def update(self,action):
        print "Alarm Got: %s" % action
        self.runAlarm()
    def runAlarm(self):
        print "Alarm Ring..."
class WaterSprinker(Observer):
    def update(self,action):
        print "Sprinker Got: %s" % action
        self.runSprinker()
    def runSprinker(self):
        print "Spray Water..."
class EmergencyDialer(Observer):
    def update(self,action):
        print "Dialer Got: %s"%action
        self.runDialer()
    def runDialer(self):
        print "Dial 119..."

觀察者中定義了update接口，如果被觀察者狀態比較多，或者每個具體的觀察者方法比較多，可以通過update傳參數進行更豐富的控制。
下面構造被觀察者。

class Observed:
    observers=[]
    action=""
    def addObserver(self,observer):
        self.observers.append(observer)
    def notifyAll(self):
        for obs in self.observers:
            obs.update(self.action)
class smokeSensor(Observed):
    def setAction(self,action):
        self.action=action
    def isFire(self):
        return True

被觀察者中首先將觀察對象加入到觀察者數組中，若發生情況，則通過notifyAll通知各觀察者。
業務代碼如下：

if __name__=="__main__":
    alarm=AlarmSensor()
    sprinker=WaterSprinker()
    dialer=EmergencyDialer()

    smoke_sensor=smokeSensor()
    smoke_sensor.addObserver(alarm)
    smoke_sensor.addObserver(sprinker)
    smoke_sensor.addObserver(dialer)


    if smoke_sensor.isFire():
        smoke_sensor.setAction("On Fire!")
        smoke_sensor.notifyAll()

打印如下：

Alarm Got: On Fire!
Alarm Ring...
Sprinker Got: On Fire!
Spray Water...
Dialer Got: On Fire!
Dial 119...

 

二、觀察者模式

觀察者模式也叫發佈-訂閱模式，其定義如下：定義對象間一種一對多的依賴關係，使得當該對象狀態改變時，所有依賴於它的對象都會得到通知，並被自動更新。
觀察者模式的通知方式可以通過直接調用等同步方式實現（如函數調用，HTTP接口調用等），也可以通過消息隊列異步調用（同步調用指被觀察者發佈消息後，必須等所有觀察者響應結束後纔可以進行接下來的操作；異步調用指被觀察者發佈消息後，即可進行接下來的操作。）。事實上，許多開源的消息隊列就直接支持發佈-訂閱模式，如Zero MQ等。

三、觀察者模式的優點和應用場景

優點：

1、觀察者與被觀察者之間是抽象耦合的；
2、可以將許多符合單一職責原則的模塊進行觸發，也可以很方便地實現廣播。

應用場景：

1、消息交換場景。如上述說到的消息隊列等；
2、多級觸發場景。比如支持中斷模式的場景中，一箇中斷即會引發一連串反應，就可以使用觀察者模式。

四、觀察者模式的缺點

1、觀察者模式可能會帶來整體系統效率的浪費；
2、如果被觀察者之間有依賴關係，其邏輯關係的梳理需要費些心思。