Java实现数据更新和事件通知的观察者模式

2023-05-17 08:05:54 模式 观察者 新和

介绍

Java观察者模式(也称发布-订阅模式)是一种行为设计模式,用于对象之间的松散耦合,即当一个对象的状态发生变化时,其他依赖该对象的对象会被自动通知并作出相应的响应.

观察者模式有以下4种角色:

  • Subject(主题):被观察的对象,维护一个观察者列表,提供添加,删除观察者的方法,以及通知所有观察者的方法.
  • Observer(观察者):观察Subject的变化,当Subject变化时接收通知,进行相应的操作.
  • ConcreteSubject(具体主题):实现Subject接口,维护自己状态的变化,当状态变化时通知所有的观察者.
  • ConcreteObserver(具体观察者):实现Observer接口,具体实现在Subject发生变化时的响应方式.

实现

观察者接口

public interface Observer {
    
    void update(float temperature,float humidity);
}

主题接口

public interface Subject {
    
    void reGISterObserver(Observer observer);
    
    void removeObserver(Observer observer);
    
    void notifyObservers();
}

具体主题

public class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    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() {
        observers.forEach(observer -> observer.update(temperature, humidity));
    }
    
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        notifyObservers();
    }
}

具体观察者

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    @Override
    public void update(float temperature, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    private void display() {
        System.out.println("温度:" + temperature + "℃;湿度:" + humidity + "%");
    }
}

测试

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        weatherData.setMeasurements(35,53);
        weatherData.setMeasurements(32,48);
        weatherData.setMeasurements(26,44);
    }
}

在这个例子中,WeatherData是主题,CurrentConditonsDisplay是观察者.当WeatherData的数据发生变化时,它会通知已经注册的所有观察者进行相应的更新.在这个例子中CurrentConditionsDisplay观察者会展示当前的温度和湿度信息.

总结

Java观察者模式时一种常见的设计模式.该模式中,一个对象(被观察者)维护了一个观察者列表,当它自身发生改变时,会自动通知所有观察者做出相应的响应.

优点

  • 松耦合:被观察者和观察者之间是松耦合的关系,它们互相不知道对方的具体实现,只是通过接口进行通信,因此可以降低系统的耦合度,提高了系统的可扩展性.
  • 可重用性:观察者模式可以注册到不同的被观察者对象中,被观察者对象也可以有多个观察者对象,从而提高了代码的可重用性.
  • 开闭原则:观察者模式遵循开闭原则,因为在不修改被观察者和观察者的情况下,可以动态的添加或删除观察者对象.

缺点

  • 观察者模式可能会增加系统的复杂度和理解难度,因为观察者和被观察者之间存在多对多的关系,如果关系复杂,就会增加系统的复杂度.
  • 观察者模式在实现时可能会导致循环引用的问题,需要特别注意.

应用场景

  • 当一个对象的改变需要同时改变其他对象时,可以考虑使用观察者模式,例如实现GUI界面中的时间处理机制.
  • 当系统需要在运行时动态地将消息广播给其他对象时,可以考虑使用观察者模式,例如实现消息推送系统.
  • 当需要解耦合对象之间的关系时,可以考虑使用观察者模式,例如实现mvc模式中的数据视图分离.

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