观察者模式(发布-订阅)

最新推荐文章于 2023-03-14 17:16:59 发布

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分类专栏： design pattern 文章标签：数据库 java 设计模式

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订阅专栏

由于网站带有弱sns功能，因此需要设计关注和被关注的消息或是动作通知，那么将这个需求抽象出来的时候就会发现正好符合java中发布订阅模式。

一、概述
Java 的设计模式很多，观察者模式被称为是模式中的皇后，而且Java jdk也对它做了实现，可见该设计模式的重要位置。在图形化设计的软件中，为了实现视图和事件处理的分离，大多都采用了Observer模式，比如 Java的Swing，Flex的ActionScript等。在现实的应用系统中也有好多应用，比如像当当网、京东商城一类的电子商务网站，如果你对某件商品比较关注，可以放到收藏架，那么当该商品降价时，系统给您发送站内消息、手机短信、邮件。这就是观察者模式的一个典型应用，商品是被观察者，关注该商品的客户就是观察者。

GoF说道：Observer模式的意图是“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”。参见下图：

可以看出来，观察者模式，是一种一对多的关系，即多个观察者监听一个主题。

二、示例代码

商品价格打折后，所有关注、收藏该商品的用户都收到相关的信息提醒。

角色：

1）商品：被观察者；

2）用户：观察者

1.商品（发布者）

    import java.util.ArrayList;  
    import java.util.Iterator;  
    import java.util.List;  
      
    /** 
     * 商品-发布者 
     * @author Administrator 
     * 
     */  
    public class Product {  
        private String name;  
        private double price;  
        private List<Observer> focusUsers;//观察者集合  
          
        /** 
         * 价格折扣 
         * @param off 
         */  
        public synchronized void payOff(double off){  
            this.price = getPrice() * (1 - off);          
            StringBuffer msg = null;  
              
            if(focusUsers != null && !focusUsers.isEmpty()){  
                Iterator it = focusUsers.iterator();  
                while(it.hasNext()){  
                    Observer user = (Observer)it.next();  
                      
                    String msgPart = ", "+ this.getName() +"的价格 "+ this.getPrice() +", 价格折扣 "+ off * 100 +"%!";  
                    msg = new StringBuffer();  
                    msg.append("~~~~ 您好 "+ user.getName());  
                    msg.append(msgPart);  
                      
                    user.notify(msg.toString());//发送提醒  
                }  
            }  
        }  
          
        /** 
         * 添加关注用户 
         * @param user 
         */  
        public void addFocusUsers(User user) {  
            this.getFocusUsers().add(user);  
        }  
        /** 
         * 删除关注用户 
         * @param user 
         */  
        public void delFocusUser(User user) {  
            this.getFocusUsers().remove(user);  
        }  
          
          
        public Product(){  
            focusUsers = new ArrayList<Observer>();  
        }  
          
        public String getName() {  
            return name;  
        }  
        public void setName(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
        public double getPrice() {  
            return price;  
        }  
        public void setPrice(double price) {  
            this.price = price;  
        }  
          
          
        public List<Observer> getFocusUsers() {  
            return focusUsers;  
        }  
        public void setFocusUsers(List<Observer> focusUsers) {  
            this.focusUsers = focusUsers;  
        }  
          
    }

2.观察者(订阅者)接口

    /** 
     * 观察者(订阅者)接口 
     * @author Administrator 
     * 
     */  
    public interface Observer {  
          
        public void notify(String msg);  
          
        public String getName();  
          
    }

3.观察者(订阅者)

import java.util.HashSet;  
import java.util.Set;  
  
/** 
 * 观察者(订阅者) 
 * @author Administrator 
 * 
 */  
public class User implements Observer {  
    private String name;  
    private Set<Product> focusPdts;  
      
    /** 
     * 通知方法 
     */  
    public void notify(String msg){  
        System.out.println(msg);  
    }  
      
    public User(){  
        focusPdts = new HashSet<Product>();  
    }  
      
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public Set<Product> getFocusPdts() {  
        return focusPdts;  
    }  
    public void setFocusPdts(Set<Product> focusPdts) {  
        this.focusPdts = focusPdts;  
    }     
      
}

4.client端调用

    public class client {  
      
        /** 
         * @param args 
         */  
        public static void main(String[] args) {  
            //产品  
            Product mobile = new Product();  
            mobile.setName("SAMSUNG手机");  
            mobile.setPrice(2000);  
              
            Product book = new Product();  
            book.setName("JAVA设计模式");  
            book.setPrice(80);  
              
            //用户  
            User user1 = new User();  
            user1.setName("张三");  
            user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机  
            //user1.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式  
              
            User user2 = new User();  
            user2.setName("李四");  
            user2.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机  
            user2.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式  
              
            //建立商品和订阅者关联  
            mobile.getFocusUsers().add(user1);  
            book.getFocusUsers().add(user1);  
            book.getFocusUsers().add(user2);  
              
            //产品打折,发送站内信提醒  
            mobile.payOff(0.1);  
            book.payOff(0.2);  
        }  
      
    }

三、功能设计

常用的处理方式：

将数据库作为数据存储的介质，消息提醒数据保存在数据库表中，采用定时任务的方式来汇总和发送。具体流程：

1.存储用户-关注关联数据

将用户和所关注的数据存储到一张“用户-关注商品关联表”；

2.执行汇总任务

商品打折时，触发汇总任务，遍历“用户-关注商品“关联表，将符合发送条件的记录汇总到”提醒消息表“；数据量巨大的情况下，可采用在“用户-关注商品关联表”冗余字段的方式，不再创建”提醒消息表“减小数据量。

3.发送折扣提醒消息

遍历”提醒消息表“并发送，发送完成后，将记录标示为已发送。

四、设计分析

如果系统的用户、商品数量都很大，这种情况下如何设计功能更合理呢，个人认为有几点需要关注：

1）响应及时性

2）数据的持久性

3）web层压力

4）数据库层压力

5）系统资源的消耗

内存方式：采用观察者模式，将关注用户保存在商品对象中，也就是存储在java 堆中。

数据库方式：采用传统关系型数据，例如mysql等。

项目	内存	数据库	分析
响应及时性	较好	较差	内存操作比起数据库操作肯定性能上好很多
数据的持久性	较差	较好	如果出现宕机等故障，内存数据会被清空，导致整个功能异常。所以说数据仅保存在内存有缺陷，将内存数据持久化到数据库中做备份是较完备的方案，具体实现暂不讨论。
web层压力	较大	中等	由于用户和商品数量巨大，商品-内存关联数据保存在内存中对系统内存消耗较大，假如1000W用户，每个用户关注10个商品的话，每条记录100Byte，那么大致占用10G左右，直觉上对内存占用较大，会影响整个系统的表现。
数据库层压力	无	较大	用户-商品关注关联表，约1亿条数据。发送提醒消息和更改发送标示需要1次读操作、1次写操作，对数据的存储和数据库的压力都是一个挑战。另外，实现上肯定要采用缩小每次读写操作的数据集的方式。
系统资源消耗	中等	中等	内存方式，对系统内存占用较大，但对其他系统资源消耗不大。数据库方式，对系统的数据库层有较大的压力。