java 信号灯观察者模式_Java设计模式----观察者模式

交通信号灯相信大家都不陌生，红灯停、绿灯行，见了黄灯等一等。交通信号灯、海边的信号塔等等，都伫立在那里，随时准备给行人/货船发送信号，以提醒行人/货船该采取相应行动了。信号灯就是发布信号的对象，行人是接收信号并采取具体行动的观察者。这一过程，在程序设计中也常常用到，即本文介绍的观察者模式。

1.观察者模式

观察者模式(Observer Pattern)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。

在事件驱动的GUI开发中观察者模式十分常用。另外，著名的MVC软件设计思想也应用了观察者模式：

Model 业务模型，相当于观察者模式中的主题对象

View 视图层，相当于观察者

Controller 控制器，协调M和V

当Model数据发生变化时，会通知View更新视图。所以，观察者模式又叫做模型-视图模式，或者发布-订阅模式。

2. 代码实现

2.1 紧耦合形式

Observer抽象类，有三个子类：HexObserver十六进制， OctObserver八进制，BinObserver二进制，注意观察着Observer持有主题Subject的引用。

Subject主题对象持有Observer的引用，并提供添加add观察者的方法， 当Subject状态改变时setState， 会调用execute方法，execute方法中遍历所有观察者对象并调用每个观察者对象的update方法更新，观察者对象的update方法中，通过回调主题对象的getState()方法获取主题的状态。

这种方式Subject持有Observer引用， Observer也持有Subject的引用，就是紧耦合的实现方式。

abstract classObserver {protectedSubject subject;public abstract voidupdate();

}classSubject {private List observers = new ArrayList<>();private intstate;public voidadd(Observer o) {

observers.add(o);

}public intgetState() {returnstate;

}public void setState(intvalue) {this.state =value;

execute();

}private voidexecute() {for(Observer observer : observers) {

observer.update();

}

}

}class HexObserver extendsObserver {publicHexObserver(Subject subject) {this.subject =subject;this.subject.add(this);

}public voidupdate() {

System.out.print(" " +Integer.toHexString(subject.getState()));

}

}class OctObserver extendsObserver {publicOctObserver(Subject subject) {this.subject =subject;this.subject.add( this);

}public voidupdate() {

System.out.print(" " +Integer.toOctalString(subject.getState()));

}

}class BinObserver extendsObserver {publicBinObserver(Subject subject) {this.subject =subject;this.subject.add(this);

}public voidupdate() {

System.out.print(" " +Integer.toBinaryString(subject.getState()));

}

}public classObserverDemo {public static voidmain( String[] args ) {

Subject sub= newSubject();//Client configures the number and type of Observers

newHexObserver(sub);newOctObserver(sub);newBinObserver(sub);

Scanner scan= newScanner(System.in);for (int i = 0; i < 5; i++) {

System.out.print("\nEnter a number: ");

sub.setState(scan.nextInt());

}

}

}

2.2 松耦合形式

以下代码基于jdk1.8以上，定义内部类，可以避免在Observer中定义Subject的引用。

EventSource事件源， scanSystemIn()方法监听控制台输入，当控制台有字符串输入时，EventSource会通知Observer进行update操作。

/*** 事件源*/

classEventSource {public interfaceObserver {voidupdate(String event);

}private final List observers = new ArrayList<>();public voidaddObserver(Observer observer) {

observers.add(observer);

}public voidscanSystemIn() {

Scanner scanner= newScanner(System.in);while(scanner.hasNextLine()) {

String line=scanner.nextLine();

notifyObservers(line);

}

}private voidnotifyObservers(String event) {

observers.forEach(observer->observer.update(event));

}

}

调用

public classObserverDemo {public static voidmain(String[] args) {

EventSource eventSource= newEventSource();for (int i = 0; i < 3; i++) {

eventSource.addObserver(event->{

System.out.println("Received response: " +event);

});

}

eventSource.scanSystemIn();

}

}

控制台输入"click"，然后事件源监听到，通知Observer，Observer将消息打印出来:

click

Received response: click

Received response: click

Received response: click

3.总结

其实为了避免紧耦合，实际开发中往往在Subject和Observer之间加一个中间对象，这个中间对像本质上就是一个队列，当Subject状态发生变化时，这个变化信息传到中间对象队列中，由中间对象对这条消息进行处理，包装成Observer统一的一种接收形式，然后根据某种策略发给Observer。消息中间件就是这样一种实现，

另外，注意主题对象由于持有观察着对象集合，如果观察者数量庞大时，要注意内存的占用，避免发生内存泄漏，通常，可以考虑弱引用weak reference来避免内存占用过高。