观察者模式

阅读数: 次 2022-06-23

1 天气预报项目需求

气象站可以将每天测量到的温度，湿度，气压等等以公告的形式发布出去(比如发布到自己的网站或第三方)。
需要设计开放型API，便于其他第三方也能接入气象站获取数据。
提供温度、气压和湿度的接口
测量数据更新时，要能实时的通知给第三方

2 天气预报设计方案1-普通方案

代码实现

CurrentConditions

/**
 * 显示当前天气情况（可以理解成是气象站自己的网站）
 */
public class CurrentConditions {
    // 温度，气压，湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    //更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    //显示
    public void display() {
        System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
        System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
        System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
    }
}

WeatherData

/**
 * 类是核心
 * 1. 包含最新的天气情况信息 
 * 2. 含有 CurrentConditions 对象
 * 3. 当数据有更新时，就主动的调用   CurrentConditions对象update方法(含 display), 这样他们（接入方）就看到最新的信息
 */
public class WeatherData {
    private float temperatrue;
    private float pressure;
    private float humidity;
    private CurrentConditions currentConditions;
    //加入新的第三方

    public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) {
        this.currentConditions = currentConditions;
    }

    public float getTemperature() {
        return temperatrue;
    }

    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }

    public void dataChange() {
        //调用 接入方的 update
        currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
    }

    //当数据有更新时，就调用 setData
    public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperatrue = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        //调用dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
        dataChange();
    }
}

Client

public static void main(String[] args) {
    //创建接入方 currentConditions
    CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
    //创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData中
    WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);

    //更新天气情况
    weatherData.setData(30, 150, 40);

    //天气情况变化
    System.out.println("============天气情况变化=============");
    weatherData.setData(40, 160, 20);
}

问题分析

其他第三方接入气象站获取数据的问题
无法在运行时动态的添加第三方 (新浪网站)
违反ocp原则=>观察者模式
在WeatherData中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板
对象，并加入到dataChange, 不利于维护，也不是动态加入

3 观察者模式原理

观察者模式类似订牛奶业务
1. 奶站/气象局： Subject
2. 用户/第三方网站： Observer
Subject：登记注册、移除和通知
1. registerObserver 注册
2. removeObserver 移除
3. notifyObservers() 通知所有的注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实施推送，看具体需求定
Observer：接收输入
观察者模式：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为Observer， Subject通知Observer变化,比如这里的奶站是Subject，是1的一方。用户时Observer，是多的一方。

4 观察者模式解决天气预报需求

类图说明

代码实现

Subject

//接口, 让WeatherData 来实现 
public interface Subject {
	public void registerObserver(Observer o);
	public void removeObserver(Observer o);
	public void notifyObservers();
}

Observer

//观察者接口，有观察者来实现
public interface Observer {
	public void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

CurrentConditions

public class CurrentConditions implements Observer {
    // 温度，气压，湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    // 更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    // 显示
    public void display() {
        System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***");
        System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***");
        System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
    }
}

BaiduSite

public class BaiduSite implements Observer {
    // 温度，气压，湿度
    private float temperature;
    private float pressure;
    private float humidity;

    // 更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    // 显示
    public void display() {
        System.out.println("===百度网站====");
        System.out.println("***百度网站 气温 : " + temperature + "***");
        System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***");
        System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
    }
}

WeatherData

/**
 * 类是核心
 * 1. 包含最新的天气情况信息 
 * 2. 含有 观察者集合，使用ArrayList管理
 * 3. 当数据有更新时，就主动的调用   ArrayList, 通知所有的（接入方）就看到最新的信息
 * @author Administrator
 *
 */
public class WeatherData implements Subject {
	private float temperatrue;
	private float pressure;
	private float humidity;
	//观察者集合
	private ArrayList<Observer> observers;
	
	//加入新的第三方

	public WeatherData() {
		observers = new ArrayList<Observer>();
	}

	public float getTemperature() {
		return temperatrue;
	}

	public float getPressure() {
		return pressure;
	}

	public float getHumidity() {
		return humidity;
	}

	public void dataChange() {
		//调用 接入方的 update
		notifyObservers();
	}

	//当数据有更新时，就调用 setData
	public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
		this.temperatrue = temperature;
		this.pressure = pressure;
		this.humidity = humidity;
		//调用dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions
		dataChange();
	}

	//注册一个观察者
	@Override
	public void registerObserver(Observer o) {
		observers.add(o);
	}

	//移除一个观察者
	@Override
	public void removeObserver(Observer o) {
		if(observers.contains(o)) {
			observers.remove(o);
		}
	}

	//遍历所有的观察者，并通知
	@Override
	public void notifyObservers() {
		for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
			observers.get(i).update(this.temperatrue, this.pressure, this.humidity);
		}
	}
}

Client

public static void main(String[] args) {
    //创建一个WeatherData
    WeatherData weatherData = new WeatherData();

    //创建观察者
    CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
    BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();

    //注册到weatherData
    weatherData.registerObserver(currentConditions);
    weatherData.registerObserver(baiduSite);

    //测试
    System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
    weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);

    weatherData.removeObserver(currentConditions);
    //测试
    System.out.println();
    System.out.println("通知各个注册的观察者, 看看信息");
    weatherData.setData(10f, 100f, 30.3f);
}

观察者模式的好处
1. 观察者模式设计后，会以集合的方式来管理用户(Observer)，包括注册，移除和通知。
2. 这样，我们增加观察者(这里可以理解成一个新的公告板)，就不需要去修改核心类WeatherData不会修改代码，遵守了ocp原则。

5 观察者模式在Jdk应用的源码分析

Jdk的Observable类就使用了观察者模式
代码分析+模式角色分析
模式角色分析
- Observable 的作用和地位等价于我们前面讲过Subject
- Observable 是类，不是接口，类中已经实现了核心的方法 ,即管理Observer的方法 add.. delete .. notify…
- Observer 的作用和地位等价于我们前面讲过的 Observer, 有update
- Observable 和 Observer 的使用方法和前面讲过的一样，只是Observable 是类，通过继承来实现观察者模式