现在我们要做一个天气应用程序,可以显示当前的天气状况。你需要从气象台获取数据,然后显示在公告板上。气象台的数据随时都有可能变化,你的公告板也需要同步变化。
我们可以让公告板每隔一段时间查询一次天气数据。为了不错过重要数据,这个时间间隔要小一些(也许每隔一秒)。同时又为了节约资源,这个时间间隔又要设大一些(也许每小时一次)。这样就很矛盾。本质问题在于你不能预测什么时候有新数据产生。
这就好像你忙着工作不能经常查阅自己的电子邮箱。然而不经常查阅邮箱可能会错过很多重要的邮件。怎么办呢?如果有新邮件到来都会提醒我就好了!对,这就是观察者模式。
谈到观察者模式前,我们要约定一个术语:主题(subject)。观察者对主题很感兴趣,希望主题有变动后都会收到提醒。主题发生变化后会主动提醒所有关注它的观察者,而不关心观察者收到最新的数据后会做些什么。
用观察者模式来设计我们的天气应用
WeatherData是主题(Subject),CurrentConditionsDisplay(天气公告板)是观察者(Observer)。
主题能够注册、注销观察者,当数据发生变化时还要通知所有已经注册的观察者。
观察者主要等着主题来通知自己就好(等主题调用自己的update方法)。
主题代码
public interface Subject { public void registerObserver(Observer observer); public void removeObserver(Observer observer); public void notifyObservers(); } public class WeatherData implements Subject { private float temperature;//温度 private float humidity;//湿度 private float pressure;//压力 private ArrayList<Observer> observers; public WeatherData() { observers = new ArrayList<>(); } @Override public void registerObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } @Override public void removeObserver(Observer observer) { observers.remove(observer); } @Override public void notifyObservers() { for (Observer observer : observers) { observer.update(temperature, humidity, pressure); } } //在合适的时候通知所有观察者 public void measurementsChanged() { notifyObservers(); } //数据发送变化,这时候需要通知所有观察者 public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) { this.temperature = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; measurementsChanged(); } }
观察者代码
public interface Observer { public void update(float temperature, float humidity, float pressure); } public interface DisplayElement { public void display(); } public class CurrentConditionsDisplay implements DisplayElement, Observer { private float temperature; private float humidity; private float pressure; @Override public void update(float temperature, float humidity, float pressure) { this.temperature = temperature; this.humidity = humidity; this.pressure = pressure; display(); } @Override public void display() { System.out.println("###温度公告板###"); System.out.println("温度:" + temperature); System.out.println("湿度:" + humidity); System.out.println("气压:" + pressure); System.out.println("############"); } }
客户端代码
public static void main(String[] args) { WeatherData weatherData = new WeatherData(); Observer observer = new CurrentConditionsDisplay(); weatherData.registerObserver(observer); weatherData.setMeasurements(3.3f, 5.5f, 6.6f); weatherData.removeObserver(observer); weatherData.setMeasurements(11.5f, 55.2f, 10.8f); }
输出://你会看到只有一个输出,因为观察者被注销了,就没收到“通知”。
###当前温度公告板###
温度:3.3
湿度:5.5
气压:6.6
############
Java内置的观察者模式API
Java内置了:
- java.util.Observable,可以被观察的东西(就是主题啦)
- java.util.Observer,观察者
具体用法这里不展开。但是Java内置的API确实存在一些问题:
- Observable是一个类,如果你的WeatherData同时要继承自另一个基类,那就不能继承Observable了。Java不支持多重继承。
- 我们提倡“多用组合,少用继承”。很可惜我们不能通过对象组合来使用Observable,因为Observable的一个很关键的setChanged()是protected方法。
Java的API也有不少缺点,那怎么办呢?
- Observable是一个类,这大大降低编程新手的使用门槛,因为关键代码已经实现在基类里面了,你只要继承就好。也就是说你不需要了解观察者模式也能借助Java API使用它。其实即是缺点也是优点。
- 既然你已经学会了观察者模式,那可以自己实现,不要用Java的API。反正也不难。
观察者模式的应用
这个应用很多,比如Android里面Button.setOnClickListener(…);