第20章：观察者模式
一、天气预报项目需求,具体要求如下：
-
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出去(比如发布到自己的网站或第三方)。
-
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。
-
提供温度、气压和湿度的接口
-
测量数据更新时，要能实时的通知给第三方
二、天气预报设计方案 1-普通方案
（一）WeatherData 类
- 传统的设计方案
- 代码实现
package com.gjxaiou.observer;
/**
* 类是核心
* 1. 包含最新的天气情况信息
* 2. 含有 CurrentConditions 对象
* 3. 当数据有更新时，就主动的调用 CurrentConditions对象update方法(含 display), 这样他们（接入方）就看到最新的信息
* @author Administrator
*
*/
public class WeatherData {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
private CurrentConditions currentConditions;
//加入新的第三方
public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
this.currentConditions = currentConditions;
}
public float getTemperature() {
return temperatrue;
}
public float getPressure() {
return pressure;
}
public float getHumidity() {
return humidity;
}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
}
package com.gjxaiou.observer;
/**
* 显示当前天气情况（可以理解成是气象站自己的网站）
* @author Administrator
*
*/
public class CurrentConditions {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}
使用：
package com.gjxaiou.observer;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建接入方 currentConditions
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
//创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData中
WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
//更新天气情况
weatherData.setData(30, 150, 40);
//天气情况变化
System.out.println("============天气情况变化=============");
weatherData.setData(40, 160, 20);
}
}
-
问题分析
- 其他第三方接入气象站获取数据的问题
- 无法在运行时动态的添加第三方 (新浪网站)
- 违反 ocp 原则=>观察者模式
//在 WeatherData 中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板对象，并加入到 dataChange, 不利于维护，也不是动态加入
public void dataChange() {
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
三、观察者模式原理
-
观察者模式类似订牛奶业务
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奶站/气象局：Subject
-
用户/第三方网站：Observer
-
Subject：登记注册、移除和通知
-
registerObserver 注册
-
removeObserver 移除
-
notifyObservers() 通知所有的注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实施推送， 看具体需求定
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Observer：接收输入
-
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,比如这里的奶站是 Subject，是 1 的一方。用户时 Observer，是多的一方。
四、观察者模式解决天气预报需求
（一） 类图说明
（二）代码实现
观察者接口：
package com.gjxaiou.observer.improve;
//观察者接口，有观察者来实现
public interface Observer {
public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}
具体的观察者：
package com.gjxaiou.observer.improve;
public class CurrentConditions implements Observer {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
// 更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
@Override
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
// 显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}
//-------------------------------------------------------------
package com.gjxaiou.observer.improve;
public class BaiduSite implements Observer {
// 温度，气压，湿度
private float temperature;
private float pressure;
private float humidity;
// 更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
@Override
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
display();
}
// 显示
public void display() {
System.out.println("===百度网站====");
System.out.println("***百度网站 气温 : " + temperature + "***");
System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***");
System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
}
}
订阅对象抽象类和具体数据
package com.gjxaiou.observer.improve;
//接口, 让WeatherData 来实现
public interface Subject {
public void registerObserver(Observer o);
public void removeObserver(Observer o);
public void notifyObservers();
}
//----------------------------------------------
package com.gjxaiou.observer.improve;
import java.util.ArrayList;
/**
* 类是核心
* 1. 包含最新的天气情况信息
* 2. 含有 观察者集合，使用ArrayList管理
* 3. 当数据有更新时，就主动的调用 ArrayList, 通知所有的（接入方）就看到最新的信息
* @author Administrator
*
*/
public class WeatherData implements Subject {
private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
//观察者集合
private ArrayList<Observer> observers;
//加入新的第三方
public WeatherData() {
observers = new ArrayList<Observer>();
}
public float getTemperature() {
return temperatrue;
}
public float getPressure() {
return pressure;
}
public float getHumidity() {
return humidity;
}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
notifyObservers();
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
dataChange();
}
//注册一个观察者
@Override
public void registerObserver(Observer o) {
observers.add(o);
}
//移除一个观察者
@Override
public void removeObserver(Observer o) {
if(observers.contains(o)) {
observers.remove(o);
}
}
//遍历所有的观察者，并通知
@Override
public void notifyObservers() {
for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
}
}
}
使用：
package com.gjxaiou.observer.improve;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建一个WeatherData
WeatherData weatherData = new WeatherData();
//创建观察者
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
//注册到weatherData
weatherData.registerObserver(currentConditions);
weatherData.registerObserver(baiduSite);
//测试
System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
weatherData.removeObserver(currentConditions);
//测试
System.out.println();
System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
}
}
（三）观察者模式的好处
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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。
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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 不会修改代码， 遵守了 ocp 原则。
五、观察者模式在Jdk 应用的源码分析
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Jdk 的 Observable 类就使用了观察者模式
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代码分析+模式角色分析
- 模式角色分析
- Observable 的作用和地位等价于 我们前面讲过 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 add.. delete .. notify...
- Observer 的作用和地位等价于我们前面讲过的 Observer, 有 update
- 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