• 尚硅谷设计模式学习（十八）观察者模式

    以天气预报项目引入观察者模式

    • 气象站可以将每天测量到的温度，湿度，气压等等以公告的形式发布给第三方。
    • 需要设计开放型 API，便于其他第三方也能接入气象站获取数据。
    • 测量数据更新时，要能实时的通知给第三方

    传统方案

    两个第三方网站

    1. public class Website1 {
    2.     //温度
    3.     private float temperature;
    4.     //湿度
    5.     private float humidity;
    6.     //气压
    7.     private float pressure;
    8.  
    9.     //修改气象数据
    10.     public void update(float temperature, float humidity, float pressure){
    11.         this.temperature = temperature;
    12.         this.humidity = humidity;
    13.         this.pressure = pressure;
    14.         display();
    15.     }
    16.  
    17.     //显示气象数据
    18.     public void display(){
    19.         System.out.println("----网站1气象数据服务----");
    20.         System.out.println("温度：" + temperature);
    21.         System.out.println("湿度：" + humidity);
    22.         System.out.println("气压：" + pressure);
    23.     }
    24. }
    1. public class Website2 {
    2.     //温度
    3.     public float temperature;
    4.     //湿度
    5.     public float humidity;
    6.     //气压
    7.     public float pressure;
    8.  
    9.     //修改气象数据
    10.     public void update(float temperature, float humidity, float pressure){
    11.         this.temperature = temperature;
    12.         this.humidity = humidity;
    13.         this.pressure = pressure;
    14.         display();
    15.     }
    16.     //显示气象数据
    17.     public void display(){
    18.         System.out.println("----网站2气象数据服务----");
    19.         System.out.println("温度：" + temperature);
    20.         System.out.println("湿度：" + humidity);
    21.         System.out.println("气压：" + pressure);
    22.     }
    23. }

    气象数据类，包含最新的天气情况信息，当数据有更新时，就主动的调用setData方法，这样第三方网站就能看到最新消息。

    1. public class WeatherData {
    2.     //温度;
    3.     private float temperature;
    4.     //湿度;
    5.     private float humidity;
    6.     //气压;
    7.     private float pressure;
    8.  
    9.     // 聚合第三方网站，方便通知最小消息
    10.     private Website1 website1;
    11.     private Website2 website2;
    12.  
    13.     public void setWebsite1(Website1 website1) {
    14.         this.website1 = website1;
    15.     }
    16.  
    17.     public void setWebsite2(Website2 website2) {
    18.         this.website2 = website2;
    19.     }
    20.  
    21.     //修改气象数据
    22.     public void setData(float temperature, float humidity, float pressure){
    23.         this.temperature = temperature;
    24.         this.humidity = humidity;
    25.         this.pressure = pressure;
    26.         website1.update(temperature,humidity,pressure);
    27.         website2.update(temperature,humidity,pressure);
    28.     }
    29. }

    测试

    1. public class Clint {
    2.     public static void main(String[] args) {
    3.  
    4.         WeatherData weatherData = new WeatherData();
    5.         Website1 website1 = new Website1();
    6.         Website2 website2 = new Website2();
    7.  
    8.         weatherData.setWebsite1(website1);
    9.         weatherData.setWebsite2(website2);
    10.  
    11.         //设置气象数据
    12.         weatherData.setData(50.0f,50.0f,50.0f);
    13.         //修改气象数据
    14.         System.out.println("----气象台修改气象数据----");
    15.         weatherData.setData(10.0f,10.0f,10.0f);
    16.     }
    17. }

    结果

    ----网站1气象数据服务----
    温度：50.0
    湿度：50.0
    气压：50.0
    ----网站2气象数据服务----
    温度：50.0
    湿度：50.0
    气压：50.0
    ----气象台修改气象数据----
    ----网站1气象数据服务----
    温度：10.0
    湿度：10.0
    气压：10.0
    ----网站2气象数据服务----
    温度：10.0
    湿度：10.0
    气压：10.0

    问题分析 

    无法在运行时动态的添加第三方。

    当增加一个第三方，需要修改气象数据类的方法，不利于维护。

    一、观察者模式

    1、基本介绍

    观察者模式：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为 Subject，依赖的对象为 Observer，Subject 通知  Observer 变化，比如这里的气象数据是  Subject， 网站是Observer。

    • Subject：登记注册、移除和通知
    • Observer：接收输入 

    2、代码实现

    观察者接口：管理不同的用户

    1. // 观察者接口 --> 管理不同的用户
    2. public interface Observer {
    3.     //更新天气数据;(温度,气压,湿度)
    4.     public void update(float temperature, float humidity,float pressure);
    5. }

    两个第三方网站

    1. public class Website1 implements Observer{
    2.  
    3.     //温度;
    4.     private float temperature;
    5.     //湿度;
    6.     private float humidity;
    7.     //气压;
    8.     private float pressure;
    9.  
    10.     //更新气象数据;
    11.     public void update(float temperature,float humidity,float pressure) {
    12.         this.temperature = temperature;
    13.         this.humidity = humidity;
    14.         this.pressure = pressure;
    15.         display();
    16.     }
    17.  
    18.     //显示气象数据
    19.     public void display(){
    20.         System.out.println("----网站1气象数据服务----");
    21.         System.out.println("温度：" + temperature);
    22.         System.out.println("湿度：" + humidity);
    23.         System.out.println("气压：" + pressure);
    24.     }
    25. }
    1. public class Website2 implements Observer{
    2.     //温度;
    3.     private float temperature;
    4.     //湿度;
    5.     private float humidity;
    6.     //气压;
    7.     private float pressure;
    8.  
    9.     //更新气象数据;
    10.     public void update(float temperature,float humidity,float pressure) {
    11.         this.temperature = temperature;
    12.         this.humidity = humidity;
    13.         this.pressure = pressure;
    14.         display();
    15.     }
    16.  
    17.     //显示气象数据
    18.     public void display(){
    19.         System.out.println("----网站2气象数据服务----");
    20.         System.out.println("温度：" + temperature);
    21.         System.out.println("湿度：" + humidity);
    22.         System.out.println("气压：" + pressure);
    23.     }
    24. }

    定义平台的管理接口

    1. public interface Subject {
    2.     //注册,增加;
    3.     public void registerObserver(Observer observer);
    4.     //移出;
    5.     public void remove(Observer observer);
    6.     //通知所有的注册的用户
    7.     public void notifyObserver();
    8. }

     气象数据类

    1. public class WeatherData implements Subject{
    2.     //温度;
    3.     private float temperatrue;
    4.     //湿度;
    5.     private float humidity;
    6.     //气压;
    7.     private float pressure;
    8.  
    9.     //观察者(用户集合)
    10.     private ArrayList observerArrayList;
    11.  
    12.     //初始化信息;
    13.     public WeatherData() {
    14.         observerArrayList = new ArrayList();
    15.     }
    16.  
    17.     //设置传入数据;
    18.     public void setData(float temperature, float humidity, float pressure) {
    19.         this.temperatrue = temperature;
    20.         this.humidity = humidity;
    21.         this.pressure = pressure;
    22.         notifyObserver();
    23.     }
    24.  
    25.     public void registerObserver(Observer observer) {
    26.         observerArrayList.add(observer);
    27.     }
    28.  
    29.     public void remove(Observer observer) {
    30.         //若存在就移除;
    31.         if(observerArrayList.contains(observer)){
    32.             observerArrayList.remove(observer);
    33.         }
    34.     }
    35.  
    36.     public void notifyObserver() {
    37.         for (int i = 0; i < observerArrayList.size(); i++) {
    38.             observerArrayList.get(i).update(this.humidity, this.temperatrue, this.pressure);
    39.         }
    40.     }
    41. }

     测试

    1. public class CLient {
    2.     public static void main(String[] args) {
    3.         WeatherData weatherData = new WeatherData();
    4.         Website1 website1 = new Website1();
    5.         Website2 website2 = new Website2();
    6.  
    7.         //添加发布的平台;
    8.         weatherData.registerObserver(website1);
    9.         weatherData.registerObserver(website2);
    10.  
    11.         //设置气象数据;
    12.         weatherData.setData(31f,60f,180f);
    13.  
    14.         //修改气象数据
    15.         weatherData.setData(20f,40f,60f);
    16.     }
    17. }

    结果 

    ----网站1气象数据服务----
    温度：31.0
    湿度：60.0
    气压：180.0
    ----网站2气象数据服务----
    温度：31.0
    湿度：60.0
    气压：180.0
    ----网站1气象数据服务----
    温度：20.0
    湿度：40.0
    气压：60.0
    ----网站2气象数据服务----
    温度：20.0
    湿度：40.0
    气压：60.0

    3、观察者模式的好处

    1）观察者模式设计后，会以集合的方式来管理用户(Observer)，包括注册，移除和通知。

    2）这样，我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板)，就不需要去修改核心类WeatherData，遵守了  ocp  原则。

    二、观察者模式在 Jdk 应用的源码分析

    Jdk  的 Observable  类就使用了观察者模式

    1. public class Observable {
    2.     private boolean changed = false;
    3.     private Vector obs;
    4.  
    5.  
    6.     public Observable() {
    7.         obs = new Vector<>();
    8.     }
    9.  
    10.     public synchronized void addObserver(Observer o) {
    11.         if (o == null)
    12.             throw new NullPointerException();
    13.         if (!obs.contains(o)) {
    14.             obs.addElement(o);
    15.         }
    16.     }
    17.  
    18.     public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
    19.         obs.removeElement(o);
    20.     }
    21.  
    22.     public void notifyObservers() {
    23.         notifyObservers(null);
    24.     }
    25.  
    26.     public void notifyObservers(Object arg) {
    27.  
    28.         Object[] arrLocal;
    29.  
    30.         synchronized (this) {
    31.             if (!changed)
    32.                 return;
    33.             arrLocal = obs.toArray();
    34.             clearChanged();
    35.         }
    36.  
    37.         for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
    38.             ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    39.     }
    40.  
    41.     public synchronized void deleteObservers() {
    42.         obs.removeAllElements();
    43.     }
    44.  
    45.     protected synchronized void setChanged() {
    46.         changed = true;
    47.     }
    48.  
    49.     protected synchronized void clearChanged() {
    50.         changed = false;
    51.     }
    52.  
    53.     public synchronized boolean hasChanged() {
    54.         return changed;
    55.     }
    56.  
    57.     public synchronized int countObservers() {
    58.         return obs.size();
    59.     }
    60. }
    1. public interface Observer {
    2.  
    3.     void update(Observable o, Object arg);
    4.  
    5. }
    • Observable的作用等价于前面的Subject
    • Observable 是类，不是接口，类中已经实现了核心的方法，即管理 Observer 的方法
    • Observer 的作用等价于前面的Observer，有  update方法
    • Observable 和 Observer 的使用方法和前面讲过的一样，只是 Observable 是类，通过继承来实现观察者模式。
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