Android使用的设计模式1——观察者模式

设计模式，对程序员来说是一个坎，想在程序员这条路走得更远，设计模式是你的必修课。从大学时代接触GoF到工作几年后重新看设计模式，每次感觉都不一样。这次想借着分析Android Framework源码的机会，顺道整理一下设计模式的知识。

　　今天主要是先讲一下观察者模式，观察者模式对于做系统或者做公共库的朋友来说，应该很熟悉，基本上所有系统都会用到这个模式。整理的时候，主要是对模式进行进步讲解然后结合Android里面应用进行说明。设计模式的说明主要是参考《研磨设计模式》这本书，这本书讲解了GoF里面23种模式，而且比GoF更容易理解。如果对设计模式不了解的朋友，可以看看《研磨设计模式》这本书。

　　结合Android源码的时候，主要是针对应用层的代码说明，而且尽量使用简单例子代码，所以不会出现太多Android系统级的代码，大部分是我们做APP开发时会编写的代码。

　　这篇文章不会详细介绍设计模式，只是整理设计模式核心概念，结合Android应用说明。

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1、观察者模式

　　观察者模式：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。这种模式最常用在我们熟悉的事件驱动模型里面，像VC、Android界面里面的事件响应，就是基于观察者模式来实现。

　　下面我们看看观察者模式的类图关系（图片是截取《研磨设计模式》里面插图）：

 

 

• Subject是我们定义目标对象，或者说被观察对象。
• ConcreteSubject是实际的被观察对象。 
• Observer是观察者的接口，定义了回调接口。
• ConcreteObserver是实际的观察者对象。

 

2、观察者模式含义

　　下面讲解一下个人对观察者模式的理解，其实这个模式在我们平时工作中是很常用的模式，可能你已经使用过，缺没有意识到。

　　观察者模式主要是针对一对多的数据更新。简单来说就是，系统里面某个元素更新了数据，然后有好几个元素是使用了这个元素的数据。此时更新了数据的对象，就要通知其他使用了它数据的对象，让他们都进行更新。

　　标准的观察者对象是一对多的关系，不过我们都知道设计模式里面是很灵活，在我们使用的时候，经常需要进行变形。对现有的标准模式进行适当的修改来适应设计需求。

　　在我们实际应用中，还会遇到一对一、或者多对一的情况。一对一就是，一个目标对应一个观察者。多对一是指多个目标对应一个观察者。

3、观察者模式的简单实现

　　下面给出一个最简单的观察者模式实现代码，把代码看懂了，再回头看文字讲解，会比较容易理解。下面是目标对象的接口和实现代码，只做了一个最简单的接口。

//Edited by mythou
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　　 //目标对象接口
    public interface Subject
    {
        //调用这个方法注册一个新的观察者对象
        public void attach(Observer observer);
        
        //调用这个方法删除一个已注册的观察者对象
        public void detach(Observer observer);
        
        //调用这个方法通知所有注册的观察者对象
        void notifyObservers();
    }  
    
    //目标对象实现
    public class ConcreteSubject implements Subject
    {
　　　　//向量容器，保存所有注册的观察者
        private Vector observersVector = new Vector();
        
        public void attach(Observer observer)
        {
            observersVector.addElement(observer);
        }
        
        public void detach(Observer observer)
        {
            observersVector.removeElement(observer);
        }
        
        public void notifyObservers()
        {
            Enumeration enumeration = observers();
            
            while(enumeration.hasMoreElements())
            {
                ((Observer)enumeration.nextElement()).update();
            }
        }
    } 

下面是观察者的实现：

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　　 //观察者接口
    public interface Observer
    {
        void update();
    }
    
    //观察者实现
    public class ConcreteObserver implements Observer
    {
        public void update()
        {
            System.out.println("The subject has changed！ mythou notify");
        }
    }

应用中使用的代码：

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　　//客户端
    public class Client
    {
        private static ConcreteSubject subject;
        private static Observer observer;
        
        public static void main(String args[])
        {
            //创建目标对象
            subject = new ConcreteSubject();
            //创建观察者对象
            observer = new ConcreteObserver();
            subject.attach(observer);
            subject.change("mythou has changed data！");
        }
    }

4、Android 应用开发中的观察者模式

　　在我们做Android应用的时候，会大量使用观察者模式，因为Framework层里面的事件驱动都是基于观察者模式实现的。另外在Framework层里面的各种服务在数据变更的时候，也是通过观察者模式实现上层数据更新。下面会讲两个例子来说明：

 A)控件中Listener监听方式

　　Android里面最典型的观察者就是我们使用的各种控件监听者。例如下面对某个按钮的监听：

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Button baiduclickButton = (Button)findViewById(R.id.button1);
//注册观察者
baiduclickButton.setOnClickListener(new OnClickListener()
{
　　//观察者实现
    @Override
    public void onClick(View arg0)
    {
        Log.d("Mythou_Log", "Click the button ");
    }
});

　　例如上面的代码，注册了一个按钮的监听方法。这里实际上是应用了一对一的观察者模式，setOnClickListener()方法就是注册一个观察者，Button对象就是我们要观察的目标对象。而new出来的OnClickListener()，就是我们实际的观察者。

　　每当我们的目标按钮对象被点击，状态发生变化的时候，就会通过回调注册的OnClickListener观察者的onClick方法会来通知观察者，Button状态发生变化。这里的onClick相当于前面例子里面的update方法。下面是Android源码里面对OnClickListener的定义，跟我们前面定义一个观察者接口类似。

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　　public interface OnClickListener 
    {
        /**
         * Called when a view has been clicked.
         *
         * @param v The view that was clicked.
         */
        void onClick(View v);
    }

B)GPS位置信息监听

　　上面对按钮监听是属于一对一的观察者模式，当然你也可以用一个Listener监听多个按钮。下面我们再讲一个标准的一对多的观察者模式的应用。在我们使用GPS模块的时候，需要监听GPS模块位置变化，通常我们会编写下面代码：

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// 通过GPS定位
String LocateType= locationManager.GPS_PROVIDER;
Location location = locationManager.getLastKnownLocation(LocateType);
// 设置监听器，设置自动更新间隔这里设置1000ms，移动距离：0米。
locationManager.requestLocationUpdates(provider, 1000, 0, locationListener);
// 设置状态监听回调函数。statusListener是监听的回调函数。
locationManager.addGpsStatusListener(statusListener); 

//监听器实现
private final GpsStatus.Listener statusListener = new GpsStatus.Listener() 
{
    public void onGpsStatusChanged(int event) 
　　{
     　// GPS状态变化时的回调，获取当前状态
    　 GpsStatus status = locationManager.getGpsStatus(null);
　　　　//自己编写的方法，获取卫星状态相关数据
       GetGPSStatus(event, status);
    }
};

　　GPS位置服务是Framework的一个系统层服务，整个系统只有一个运行的实例。但实际使用时，可能会出现好几个应用都在使用这个服务，因此会形成了一个一对多的观察者例子。这里不对代码进行深入对比讲解，只要对照上面的讲解，你就可以把目标对象、观察者接口、观察者实现、数据更新回调接口找出来。有兴趣的朋友还可以追查Android的源码，看看GpsStatus里面的具体实现。

5、结语

　　除了上面说的按钮响应、GPS服务外，还有一个例子比较经典，就是我们的BroadcastReceiver响应，也是基于观察者模式来实现，下面总结里面也会说到，观察者模式支持广播通信。有关BroadcastReceiver是怎么实现观察者模式的，有兴趣的朋友可以自己对比代码，和查看Android实现源码，自己动手才能加深印象。引入设计模式是为了对系统有更深入的理解。下面总结一下观察者模式的优缺点，方便我们在使用的时候，可以根据实际情况衡量。

A）优点

• 实现观察者和目标对象之间的抽象耦合。
• 观察者模式支持广播通信。被观察者会所有的登记过的观察者发出通知。

B)缺点

• 可能会引起多余的数据通知。
• 可能会导致通知数据循环，导致死锁产生。

Edited by mythou

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