1 基础知识
1.1 标准定义
观察者（Observer）模式标准定义：定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时, 所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
1.2 分析和说明
观察者（Observer）模式属于对象行为型模式。观察者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上发生变化时，会通知所有观察者对象，使他们能够自动更新自己。这一模式中主要针对两个对象object和Observer。一个object可以有多个Observer，当—个object对象的状态发生改变时，所有依赖于它的Observer对象都得到通知被自动更新。
观察者（Observer）模式结构如图1所示，其角色包括抽象主题（Subject）角色、抽象观察者（Observer）角色、具体主题（Concrete Subject）角色和具体观察者（Concrete Observer）角色。
图1 观察者模式结构
抽象主题（Subject）角色：主题角色把所有对观察对象的引用保存在此聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，主题角色又叫做抽象被观察者（Observable）角色，一般用一个抽象类或者一个接口实现。
抽象观察者（Observer）角色：为所有具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己。这个接口叫做更新接口。抽象观察者角色一般用一个抽象类或者一个接口实现，在这个示意性的实现中，更新接口只包含一个方法（即update()方法）,这个方法叫做更新方法。
具体主题（Concrete Subject）角色：将有关状态存主具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者角色（Concrete Observable）。具体主题角色负责实现对观察者引用的聚集的管理方法。
具体观察者（Concrete Observer）角色：存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态相协调。如果需要，具体观察者角色可以保存一个指向具体主题对象的引用。具体观察者角色通常用一个具体子类实现。
2 应用场景举例
比如公司的通讯录是大家都要使用的，同时也是经常变化的。每次通讯录的变化，都要把这些更新后的通讯录发布给所有的公司员工。这就可以采用观察者模式。用例见图2所示。
图2 观察者模式用例图
在这里可以把AbstractAddressBook抽象类理解为抽象主题（Subject）角色。AbstractEmployee抽象类是抽象观察者（Observer）角色。CompanyAddressBook类是具体主题（Concrete Subject）角色。CompanyEmployee类是具体观察者（Concrete Observer）角色。其结构类图如图3所示。CompanyAddressBook类继承AbstractAddressBook抽象类，CompanyEmployee类继承AbstractEmployee抽象类。AbstractEmployee抽象类关联AbstractAddressBook抽象类，即AbstractEmployee类有AbstractAddressBook类的属性。
图3 观察者模式类图
观察者模式实现顺序图见图4，实现顺序描述：
①基于CompanyAddressBook类创建一个addressBook对象；
②基于CompanyEmployee类创建一个employee1对象；
③基于CompanyEmployee类创建一个employee2对象；
④调用addressBook对象的addEmployee方法，把employee1对象作为一个观察者；
⑤调用addressBook对象的addEmployee方法，把employee2对象作为一个观察者；
⑥ addressBook对象发生变化，通知employee1对象和employee2对象这两个观察者。
图4 观察者模式实现顺序图
3．Java的实现程序代码
Java程序实现主要包括AbstractAddressBook抽象类文件，AbstractEmployee抽象类文件，CompanyAddressBook类文件和CompanyEmployee类文件等4个文件。其关系如图3所示。下面分别列出这4个文件的程序代码，最后列出测试代码并显示输出结果。
AbstractAddressBook抽象类程序代码清单01所示。
程序代码清单01
public abstract class AbstractAddressBook {
protected List<AbstractEmployee> employeeList = new ArrayList<AbstractEmployee>();
protected String addressBook;
public String getAddressBook() {
return addressBook;
}
public void setAddressBook(String addressBook) {
this.addressBook = addressBook;
}
public void addEmployee(AbstractEmployee employee) {
employeeList.add(employee);
}
public void removeEmployee(AbstractEmployee employee) {
employeeList.remove(employee);
}
public void notice() {
}
}
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AbstractEmployee抽象类程序代码清单02所示。
程序代码清单02
public abstract class AbstractEmployee {
protected AbstractAddressBook addressBook;
protected String addressBookContents;
public AbstractAddressBook getAddressBook() {
return addressBook;
}
public void setAddressBook(AbstractAddressBook addressBook) {
this.addressBook = addressBook;
}
public void update(AbstractAddressBook book) {
setAddressBook(book);
addressBookContents = addressBook.getAddressBook();
}
}
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CompanyAddressBook继承AbstractAddressBook抽象类，其程序代码清单03所示。
程序代码清单03
public class CompanyAddressBook extends AbstractAddressBook {
public CompanyAddressBook() {
addressBook = "旧的通信录";
}
public void addEmployee(AbstractEmployee employee) {
// employee.setAddressBook(this);
employee.update(this);
super.addEmployee(employee);
}
public void notice() {
for (int i = 0; i < employeeList.size(); i++) {
employeeList.get(i).update(this);
}
}
}
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CompanyEmployee继承AbstractEmployee抽象类，其程序代码清单04所示。
程序代码清单04
public class CompanyEmployee extends AbstractEmployee {
private String employeeName;
public String getEmployeeName() {
return employeeName;
}
public void setEmployeeName(String employeeName) {
this.employeeName = employeeName;
}
public CompanyEmployee(String employeeName) {
super();
this.employeeName = employeeName;
}
public void update(AbstractAddressBook book) {
super.update(book);
System.out.println(getEmployeeName()
+ "更新通讯录。" + "通讯录内容：" + addressBookContents);
}
}
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观察者模式测试程序的代码清单05如下：
程序代码清单05
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("——————原有的通讯录——————");
AbstractAddressBook addressBook = new CompanyAddressBook();
AbstractEmployee employee1 = new CompanyEmployee("employee1");
AbstractEmployee employee2 = new CompanyEmployee("employee2");
addressBook.addEmployee(employee1);
addressBook.addEmployee(employee2);
System.out.println("——————更新的通讯录——————");
String newAddressBook = "新的通讯录";
addressBook.setAddressBook(newAddressBook);
addressBook.notice();
}
}
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观察者模式测试类输出结果如下所示：
——————原有的通讯录—————— employee1更新通讯录。通讯录内容：旧的通信录 employee2更新通讯录。通讯录内容：旧的通信录 ——————更新的通讯录—————— employee1更新通讯录。通讯录内容：新的通讯录 employee2更新通讯录。通讯录内容：新的通讯录 |
4 扩展和说明
在java语言中已经实现了Observer设计模式。JDK里提供的Observer设计模式的实现由java.util.Observable类和java.util.Observer接口组成。java.util.Observer是观察者角色，java.util.Observable是被观察目标角色，对应于Subject角色。
Observer是一个接口，它里面只定义了一个方法：public void update(Observable obs，Object obj)在用户实现的这个方法中，可以只对obs的某些事件进行响应，也可以通过调用getXXX()来得到obs最新的状态。上述例子的java程序可以由Employee类、AddressBook类、Client类等三个文件实现。
AddressBook类源程序见程序清单08。
程序代码清单08
import java.util.Observable;
public class AddressBook extends Observable {
protected String addressBookContent;
public AddressBook() {
super();
}
public String getAddressBook() {
return addressBookContent;
}
public void setAddressBook(String addressBook) {
this.addressBookContent = addressBook;
}
public void addEmployee(Employee employee) {
super.addObserver(employee);
}
public void removeEmployee(Employee employee) {
deleteObserver(employee);
}
public void modifyAddress(String addressBook) {
setAddressBook(addressBook);
setChanged();
notifyObservers(addressBook);
}
}
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Employee.类源程序见程序清单09。
程序代码清单08
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Employee implements Observer {
protected String addressBookContents;
private String employeeName;
public Employee(String employeeName) {
setEmployeeName(employeeName);
}
public String getEmployeeName() {
return employeeName;
}
public void setEmployeeName(String employeeName) {
this.employeeName = employeeName;
}
public String getAddressBookContents() {
return addressBookContents;
}
public void setAddressBookContents(String addressBookContents) {
this.addressBookContents = addressBookContents;
}
public void update(Observable object, Object arg) {
if (arg instanceof String) {
setAddressBookContents(arg.toString());
System.out.println(getEmployeeName()
+ "获得通信录:" + getAddressBookContents());
}
}
}
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Client类源程序见程序清单10。
程序代码清单10
public class Client {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("——————原有的通讯录——————");
AddressBook addressBook = new AddressBook();
Employee employee1 = new Employee("employee1");
Employee employee2 = new Employee("employee2");
Employee employee3 = new Employee("employee3");
addressBook.addEmployee(employee1);
addressBook.addEmployee(employee2);
addressBook.addEmployee(employee3);
addressBook.modifyAddress("旧的通讯录");
System.out.println("——————更新的通讯录——————");
String newAddressBook = "新的通讯录";
addressBook.modifyAddress(newAddressBook);
}
}
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参考链接
11种行为型模式：
Gof23种设计模式（13）——解释器模式（Interpreter）
Gof23种设计模式（14）——模板方法模式（Template Method）
Gof23种设计模式（15）——责任链模式（Chain of Responsibility）
Gof23种设计模式（16）——命令模式（Command）
Gof23种设计模式（17）——迭代器模式（Iterator）
Gof23种设计模式（18）——中介者模式（Mediator）
Gof23种设计模式（19）——备忘录模式（Memento）
Gof23种设计模式（20）——观察者模式（Observer）
Gof23种设计模式（21）——状态模式（State）
Gof23种设计模式（22）——策略模式（Strategy）
Gof23种设计模式（23）——访问者模式（Visitor）
Gof23种设计模式 —— 行为型模式总结和比较
回到总目录：Gof23种设计模式（全解析）
（转载自微信公众号：架构设计模式）
