对象间的联动——观察者模式（二）

观察者模式概述

观察者模式是使用频率最高的设计模式之一，它用于建立一种对象与对象之间的依赖关系，一个对象发生改变时将自动通知其他对象，其他对象将相应作出反应。在观察者模式中，发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者，一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间可以没有任何相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展。

观察者模式定义如下：

观察者模式（Observer Pattern）：定义对象之间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式的别名包括发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。观察者模式是一种对象行为型模式。

观察者模式结构中通常包括观察目标和观察者两个继承层次结构，其结构如图所示：

在观察者模式结构图中包含如下几个角色：

• Subject（目标）：目标又称为主题，它是指被观察的对象。在目标中定义了一个观察者集合，一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察，它提供一系列方法来增加和删除观察者对象，同时它定义了通知方法 notify()。目标类可以是接口，也可以是抽象类或具体类。

• ConcreteSubject（具体目标）：具体目标是目标类的子类，通常它包含有经常发生改变的数据，当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知；同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有的话）。如果无须扩展目标类，则具体目标类可以省略。

• Observer（观察者）：观察者将对观察目标的改变做出反应，观察者一般定义为接口，该接口声明了更新数据的方法update()，因此又称为抽象观察者。

• ConcreteObserver（具体观察者）：在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用，它存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致；它实现了在抽象观察者 Observer 中定义的 update() 方法。通常在实现时，可以调用具体目标类的 attach() 方法将自己添加到目标类的集合中或通过 detach() 方法将自己从目标类的集合中删除。

观察者模式描述了如何建立对象与对象之间的依赖关系，以及如何构造满足这种需求的系统。观察者模式包含观察目标和观察者两类对象，一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者，一旦观察目标的状态发生改变，所有的观察者都将得到通知。作为对这个通知的响应，每个观察者都将监视观察目标的状态以使其状态与目标状态同步，这种交互也称为发布-订阅（Publish-Subscribe）。观察目标是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者，可以有任意数目的观察者订阅它并接收通知。

下面通过示意代码来对该模式进行进一步分析。首先我们定义一个抽象目标 Subject，典型代码如下所示：

import java.util.*;
abstract class Subject {
    //定义一个观察者集合用于存储所有观察者对象
protected ArrayList observers<Observer> = new ArrayList();

//注册方法，用于向观察者集合中增加一个观察者
    public void attach(Observer observer) {
    observers.add(observer);
}

    //注销方法，用于在观察者集合中删除一个观察者
    public void detach(Observer observer) {
    observers.remove(observer);
}

    //声明抽象通知方法
    public abstract void notify();
}

具体目标类ConcreteSubject是实现了抽象目标类Subject的一个具体子类，其典型代码如下所示：

class ConcreteSubject extends Subject {
    //实现通知方法
    public void notify() {
        //遍历观察者集合，调用每一个观察者的响应方法
        for(Object obs:observers) {
            ((Observer)obs).update();
        }
    }   
}

在具体观察者 ConcreteObserver 中实现了update()方法，其典型代码如下所示：

class ConcreteObserver implements Observer {
    //实现响应方法
    public void update() {
        //具体响应代码
    }
}

在有些更加复杂的情况下，具体观察者类 ConcreteObserver 的 update() 方法在执行时需要使用到具体目标类ConcreteSubject中的状态（属性），因此在 ConcreteObserver 与 ConcreteSubject 之间有时候还存在关联或依赖关系，在 ConcreteObserver 中定义一个 ConcreteSubject 实例，通过该实例获取存储在 ConcreteSubject 中的状态。如果 ConcreteObserver 的 update() 方法不需要使用到 ConcreteSubject 中的状态属性，则可以对观察者模式的标准结构进行简化，在具体观察者 ConcreteObserver 和具体目标 ConcreteSubject 之间无须维持对象引用。如果在具体层具有关联关系，系统的扩展性将受到一定的影响，增加新的具体目标类有时候需要修改原有观察者的代码，在一定程度上违反了“开闭原则”，但是如果原有观察者类无须关联新增的具体目标，则系统扩展性不受影响。

思考

观察者模式是否符合“开闭原则”？【从增加具体观察者和增加具体目标类两方面考虑。】