《设计模式》- 观察者模式

    还记得Windows系统右键菜单中的“刷新”吗？通过FPT传输一个文件至某个目录后，还需要手动刷新一下文件窗口才能看到文件，而在Linux系统中确不存在这样的问题。在解答之前，我们先来看看《观察者模式》

    观察者模式：定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

    模式中涉及的角色（对象类型）：

1. 主题（Subject）：它把所有观察者对象的引用保存到一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。具体主题实现在内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知，将有关状态推送给观察者，或通知观察者自己来拉取自己需要的信息。
2. 观察者（Observer）：为所有的观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。

    观察者模式的类图：

    从类图可知主题接口Subject依赖于观察者接口，主题具体实现类聚合了观察者接口；观察者接口与实现均不依赖于主题对象。观察者模式很好的把主题从观察者中解偶出来，使用主题只需关注自身的业务，而不用在乎观察者的情况，很好的降低了两者之间的偶合性。现在我们用观察者模式来看看文件系统与文件夹的问题。当文件系统中某个文件发生变化（被删除、或创建）时，文件夹要即时反映出来，所以文件系统在这里就是主题，而文件夹则是一个观察者，类图如下：

Subject.java

package sample;

import java.util.List;

public interface Subject {
	public void addObserver(Observer observer);
	
	public void removeObserver(Observer observer);
	
	public void notifyObservers(List<String> files);
}

FileSystem.java

package sample;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class FileSystem implements Subject {
	
	private List<String> files = new LinkedList<String>();
	private List<Observer> observers = new LinkedList<Observer>();

	@Override
	public void addObserver(Observer observer) {
		this.observers.add(observer);
	}

	@Override
	public void removeObserver(Observer observer) {
		this.observers.remove(observer);
	}

	@Override
	public void notifyObservers(List<String> files) {
		for (Observer observer : observers) {
			observer.update(files);
		}
	}
	
	public void addFile(String file) {
		files.add(file);
		this.notifyObservers(files);
	}
	
	public void delFile(String file) {
		files.remove(file);
		this.notifyObservers(files);
	}

}

Observer.java

package sample;

import java.util.List;

public interface Observer {
	public void update(List<String> files);
}

FileBrowser.java

package sample;

import java.util.List;

public class FileBrowser implements Observer {
	
	@Override
	public void update(List<String> files) {
		this.display(files);
	}
	
	private void display(List<String> files) {
		for (String file : files) {
			System.out.print(file);
			System.out.print("\t\t");
		}
	}

}

通过客户端程序看看结果，

package sample;

public class App {

	public static void main(String[] args) {
		Observer window = new FileBrowser();
		
		FileSystem fileSystem = new FileSystem();
		
		fileSystem.addObserver(window);
		
		fileSystem.addFile("file1");
		System.out.println("\n==========\n");
		fileSystem.addFile("file2");
		System.out.println("\n==========\n");
		fileSystem.addFile("file3");
		System.out.println("\n==========\n");
		fileSystem.delFile("file1");
	}

}
//输出结果如下
file1		
==========

file1		file2		
==========

file1		file2		file3		
==========

file2		file3		

    例子中只有一个观察者，但在操作系统中，我们可以同时打开多个文件夹窗口，以不同的方式查看同一目录。对于上面的例子来讲，我们只需要增加不同的FileBrowser类（实现Observer接口）就可以了，完成不需要涉及对文件系统（主题）作任何的修改。观察者模式解决了什么问题？要回答这个问题，我们不防看看如果没有观察者模式，会怎么样？主题对象在内部状态发生变化时，必须显示的通知每个观者者，这样主题对象就对每个观察者形成了依赖，而观察者则把这种一对多的依赖变成了一对一的依赖，主题对象只依赖于观察者对象的接口，不再依赖于具体的实现了，很大程序上降低了系统的偶合性，对日后的重用和扩展都提供了很灵活的支持。另一方面，主题对象只需要关注于自身的业务，而不用在乎观察者们如何去更新自己，这也更加符合类的单一职责原则。

JDK中使用观察者设计的部分有哪些？

    相信大家在学习java时都接触过awt包、swing包，像什么Button、JButton、JCheckBox类等等都有诸如addActionListener(ActionListener l)、addChangeListener(ChangeListener l)、addItemListener(ItemListener l)等等方法，调用这些方法增加、注册一个事件监听器就是观察者模式中所说的增加一个观察者，监听器在这里就是观察者。另外，JDK内部其实已经提供了观察者模式的实现方便我们使用，java.util包下面的Observable类与Observer接口，大家可以自己查看一下API文档，在理解了观察者模式后很容易理解这两个类的使用。个人觉得唯一的不足是主题（Observable）是一个类，而不是接口，这样我们在使用的时候受到了一些限制。