設計模式 ----- 觀察者模式

設計模式 —– 觀察者模式

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觀察者模式，在對象之間定義一對多的依賴，當一個對象狀態改變時，依賴他的對象就會收到通知。典型的實現是java swing中的組件監聽事件，當我們點擊按鈕時會調用我們註冊的回調函數；還有Rxjava等等

背景
我們是一個天氣臺，有許多客戶，當我們天氣信息更新時，我們需要通知用戶進行刷新…，我們要利用的是觀察者模式

觀察者模式主要由下面幾部分組成：

• Subject：抽象主題（抽象被觀察者），抽象主題角色把所有觀察者對象保存在一個集合裏，每個主題都可以有任意數量的觀察者，抽象主題提供一個接口，可以增加和刪除觀察者對象
• WeatherData ：具體主題（具體被觀察者），該角色將有關狀態存入具體觀察者對象，在具體主題的內部狀態發生改變時，給所有註冊過的觀察者發送通知
• Observer：抽象觀察者，是觀察者者的抽象類，它是一個接口，裏面有一個很重要的方法，當具體主題狀態改變時，直接調用這個方法，這裏實現了松耦合
• BoardCallOne ：具體觀察者，是實現抽象觀察者定義的更新接口，以便在得到主題更改通知時更新自身的狀態。

結合我們的背景和下面的代碼，我們天氣臺就是一個具體主題，我們的客戶就是具體觀察者，我們這裏抽象出了兩個接口是爲了實現松耦合

松耦合設計原則

當兩個對象松耦合時，他們可以互相交互，但是不太清楚彼此之間的細節，我們這裏讓主題和觀察者之間松耦合

我們怎麼利用接口實現的松耦合哪？
- 關於觀察者的一切，主題只知道觀察者實現了Observer接口，主題不需要知道具體的觀察者是誰，有什麼細節，只要繼承了Observer接口，有update（）實現方法就可以
- 任何時候都可以增加新的觀察者，因爲主題僅僅依賴了Observer接口，我們可以隨時增加或者刪除觀察者
- 有新的觀察者時，主題的代碼不要修改

抽象主題 Subject

public interface Subject {
    //該方法把任意的觀察者加入到觀察者集合
    public void registerObserver(Observer o);
    //該方法把觀察者從觀察者從集合中除去，從此收不到狀態改變
    public void removeObserver(Observer o);
    //當狀態改變時通過觀察者集合中的所以觀察者
    public void notifyAllObserver();
}

抽象觀察者 Observer

public interface Observer {
    public void update(float temp,float humidity);
}

具體主題 WeatherData

public class WeatherData implements Subject  {
    //觀察者集合
    private List<Observer> observers;
    //模擬自身狀態，當這些狀態改變時通知所有觀察者
    private float temperature;
    private float humidity;

    public WeatherData(){
        observers = new ArrayList<>();
    }
    //模擬狀態改變通知所有觀察者
    public void stateChanged(float temp , float humidity){
        this.temperature = temp;
        this.humidity = humidity;
        notifyAllObserver();
    }
    //模擬狀態改變通知所有觀察者
    public void stateChanged(){
        notifyAllObserver();
    }
    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }
    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if(i>=0){
            observers.remove(i);
        }
    }
    @Override
    public void notifyAllObserver() {
        for(Observer o : observers){
            //這裏很關鍵，這裏調用的是抽象觀察者的方法，不需要明白誰是觀察者，只要繼承了Observer的類就可以
            o.update(temperature , humidity);
        }
    }
}

具體觀察者 BoardCallOne

public interface DisplayDevice {
    public void display();
}
//繼承DisplayDevice接口和觀察者模式沒什麼聯繫
public class BoardCallOne implements Observer ,DisplayDevice {
    private static final String TAG = "BoardCallOne";
    private float temp;
    private float humidity;
    //抽象主題主題
    private Subject weatherData ;
    public BoardCallOne(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        //作爲觀察者，註冊主題
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    //取消註冊
    public void removeRegister(){
        weatherData.removeObserver(this);
    }
    //作爲觀察者必須實現的方法，所有當具體主題狀態變化會通知我，我本身調用display()方法，實時刷新天氣信息
    @Override
    public void update(float temp, float humidity) {
        this.temp = temp;
        this.humidity = humidity;
        display();

    }
    @Override
    public void display() {
        System.out.println(TAG + " i get info from weather data {temp="+temp+",humidity="+humidity+"}");
    }
}

測試main

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //具體主題實現這
        WeatherData subject = new WeatherData();
        //具體觀察者，在觀察者的構造方法中註冊了主題
        BoardCallOne boardCallOne = new BoardCallOne(subject);
        //在線程中一直讓主題去通知觀察者10次，每次休息1s
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for(int i = 0 ; i < 10 ;i++){
                    try {
                        subject.stateChanged(10.0f,18.0f);
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        t.start();
        //主線程休眠5s後觀察者取消註冊,所以結果是會打印5次消息通知
        Thread.sleep(5000);
        boardCallOne.removeRegister();
        //等待子線程結束
        t.join();
    }
}
結果驗證了我們的猜測
BoardCallOne i get info from weather data {temp=10.0,humidity=18.0}
BoardCallOne i get info from weather data {temp=10.0,humidity=18.0}
BoardCallOne i get info from weather data {temp=10.0,humidity=18.0}
BoardCallOne i get info from weather data {temp=10.0,humidity=18.0}
BoardCallOne i get info from weather data {temp=10.0,humidity=18.0}

Process finished with exit code 0

總結

1.我們這裏的是push模式，push模式是主題狀態改變去通知所有觀察者；還有pull，觀察者可以主動去獲取主題的狀態

2.觀察者模式用到了那些設計原則
- 變化分離原則，在觀察者模式中，會改變的是主題的狀態，及觀察者的類型和數目，我們可以改變改變依賴於主題的對象，不必改變主題
- 針對接口編程原則，主題和觀察者都使用了接口。觀察者利用主題的接口進行向主題註冊（在代碼具體觀察者的構造函數中）；主題利用接口通知觀察者，實現了松偶爾
- 多用組合，少用繼承 ，利用組合把衆多觀察者包含進主題，private List observers;