1 什么是观察者模式

我们在日常生活中有很多观察者模式应用的场景。比如，凡是去过银行营业大厅办理业务的人，大多会有这么一段经历：办理业务之前，先要在营业大厅的门口领取一个排队号，然后你就可以在休息区等待叫号，当轮到自己办理业务的时候，某个柜台上方悬挂的小显示屏就会出现“请XXX号到XX柜台办理业务”。有的时候，某个柜台可能暂时停止办理业务，那么柜台上方的小屏就显示跟其它柜台上方的小屏同样的内容，以便提醒当前用户办理。对于这样的一个需求，你会怎么去实现它呢？我经过一番思考之后，写出了这么一段代码：

Java代码：

//银行柜台类 import java.util.Vector; public class Counter { //小屏列表 private Vector<SmallScreen> vectSmallScreen = new Vector<SmallScreen>(); //当前业务号 private String bizNo; //柜台名称 private String name; //构造函数 public Counter(String name){ this.name = name; } //增加一个小屏 public void attach(SmallScreen smallScreen){ vectSmallScreen.add(smallScreen); } //去除一个小屏 public void detach(SmallScreen smallScreen){ vectSmallScreen.remove(smallScreen); } //通知小屏显示 public void notifyChange(){ for(int i=0; i<vectSmallScreen.size(); i++){ SmallScreen smallScreen = vectSmallScreen.get(i); smallScreen.display(); } } //获取当前业务号 public String getBizNo(){ return this.bizNo; } //设置当前业务号 public void setBizNo(String bizNo){ this.bizNo = bizNo; } //获取主题信息 public String getSubject(){ return "请" + this.bizNo + "号到" + this.name + "号柜台办理业务"; } } //小显示屏类 public class SmallScreen { private String name; private Counter counter; //构造函数 public SmallScreen(String name,Counter counter){ this.name = name; this.counter = counter; } //更新显示屏 public void display(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + counter.getSubject()); } catch(Exception err){ } } } //业务系统类 public class BankBiz { public static void main(String[] args) { Counter counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏 SmallScreen smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",counter); SmallScreen smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",counter); //加入通知小屏 counter.attach(smallScreen1); counter.attach(smallScreen2); //9号办理业务 counter.setBizNo("9"); //通知小屏更新 counter.notifyChange(); } }

Php代码：

<?php //银行柜台类 class Counter { //小屏列表 private $arrSmallScreen = array(); //当前业务号 private $bizNo = ""; //柜台名称 private $name = ""; //构造函数 public function __construct($name){ $this->name = $name; } //增加一个小屏 public function attach(&$smallScreen){ $this->arrSmallScreen[] = $smallScreen; } //去除一个小屏 public function detach(&$smallScreen){ for($i=0; $i<count($this->arrSmallScreen); $i++){ $objTemp = $this->arrSmallScreen[$i]; if($smallScreen === $objTemp){ array_splice($this->arrSmallScreen,$i,1); break; } } } //通知小屏显示 public function notifyChange(){ foreach ($this->arrSmallScreen as $smallScreen){ $smallScreen->display(); } } //获取当前业务号 public function getBizNo(){ return $this->bizNo; } //设置当前业务号 public function setBizNo($bizNo){ $this->bizNo = $bizNo; } //获取主题信息 public function getSubject(){ return "请" + $this->bizNo . "号到" . $this->name . "号柜台办理业务"; } } //小显示屏类 class SmallScreen { private $name = ""; private $counter = null; //构造函数 public function __construct($name,$counter){ $this->name = $name; $this->counter = $counter; } //更新显示屏 public function display(){ echo $this->name . ":" . $this->counter->getSubject(); } } //业务系统类 class BankBiz { public static function execute() { $counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏 $smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",$counter); $smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",$counter); //加入通知小屏 $counter->attach($smallScreen1); $counter->attach($smallScreen2); $counter->detach($smallScreen2); //9号办理业务 $counter->setBizNo("9"); //通知小屏更新 $counter->notifyChange(); } } BankBiz::execute(); ?>

//运行结果如下

1号小屏:请9号到1号柜台号柜台办理业务

2号小屏:请9号到1号柜台号柜台办理业务

 

观察者模式又叫做发布-订阅(Publish/Subscribe)模式。观察者模式定义了一种一对多地依赖模式，让多个观察者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，会通知所有的观察者对象，使它们能够自动更新自己。这里的主题对象就是指通知者，又叫做发布者。观察者又叫订阅者。    在上面这段代码中，我们让多个小屏同时监听银行柜台信息的变化,每当发生变化时，就立即通知所有监听的小屏，这些小屏就会更新自己的显示内容。在这个案例中，小屏就是观察者，银行柜台就是通知者，当通知者自身发生变化后，就会通知观察者，观察者会根据自身情况进行相应的更新。这就是观察者模式的雏形。如果我们不使用观察者模式，那么用什么办法才能实现这样的需求呢？最直接的想法就是让各个小屏每隔一段时间就查询一次银行柜台，并判断银行柜台是否发生了改变，如果发生了改变，就去更新自己的显示内容，显然这是一种轮询的实现方式。根据这个思路，小屏类SmallScreen的Update方法就应该这样实现：

Java代码：

//更新显示屏 public void display(){ try{ //使用死循环判断主题是否发生改变 while( counter.getSubjectChanged() ){ //中间休息1秒钟 Thread.sleep(1000); //显示改变后的主题 System.out.println(this.name + ":" + counter.getSubject()); } } catch(Exception err){ } }

Php代码：

//更新显示屏 public function display(){ //使用死循环判断主题是否发生改变 while( $this->counter->getSubjectChanged() ){ //中间休息1秒钟 sleep(1000); //显示改变后的主题 echo $this->name . ":" . $this->counter->getSubject()); } }

这跟观察者模式到底有什么不同呢？很显然，这种实现方式是一种“拉模型”，观察者需要自己主动轮询通知者的状态。观察者模式与之相反，它是一种“推模型”，通知者把变化通知给观察者。观察者模式又叫做发布-订阅(Publish/Subscribe)模式。观察者模式定义了一种一对多地依赖模式，让多个观察者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，会通知所有的观察者对象，使它们能够自动更新自己。这里的主题对象就是指通知者，又叫做发布者。观察者又叫订阅者。在这个例子中，小屏类SmallScreen就是观察者Observer，银行柜台类Counter就是主题对象Subject。

 

•2 需求变化后的尴尬

我们的代码已经解决了由“小屏往回拉信息”到“柜台推送信息”的模式改变，这种改变的好处是效率的得到了提高，至少不用小屏频繁的访问银行柜台了，但是系统的可扩展性和可维护性却变差了，为什么这么说呢？我们可以分析一下：在“小屏往回拉信息”的模式下，银行柜台类Counter，只要提供两个方法就行了，一个是getSubjectChanged，小屏通过它就可以知道银行柜台是否发生变化，另一个是getSubject，小屏通过它就可以获取银行柜台发布的内容，甚至于这两个方法完全可以合并成一个。在这种模式下，Counter与SmallScreen耦合点就是这两个方法。类SmallScreen必须访问类Counter，但是类Counter不必访问类SmallScreen，两者是一个单向耦合的关系。在“柜台推送信息”的模式下，我们可以看一下代码。银行柜台类Counter发生变化的时候，强制小屏类SmallScreen进行Update，所以类Counter必须用到类SmallScreen，这是第一个耦合点。小屏类SmallScreen更新自己内容的时候，需要调用银行柜台类Counter的getSubject方法，这是第二个耦合点。所以，两者互相调用对方的方法，这是一个双向耦合的关系。双向耦合有什么危害呢？耦合越多越紧密，系统就越难以维护，无论是修改或者扩展其中一个类的功能，都可能影响到其它的类。如果类之间都是独立的，或者联系非常弱，那么修改任何一个类，都不会影响到其它类，这是非常理想的状态。现在银行方面又追加了一个需求：除了小屏显示信息之外，还需要通过音箱进行呼叫。这个需求在排队系统中是非常普遍的。我们之前完成的代码怎样应对这种变化呢？首先，我们需要再创建一个音箱类Speaker，然后需要在类Counter里面再增加一个音箱列表，最后在类Counter通知变化的方法notifyChange里再遍历一遍音箱列表。

Java代码：

//银行柜台类 import java.util.Vector; public class Counter { //小屏列表 private Vector<SmallScreen> vectSmallScreen = new Vector<SmallScreen>(); //音箱列表 private Vector<Speaker> vectSpeaker = new Vector<Speaker>(); ...... //通知小屏显示和音箱呼叫 public void notifyChange(){ for(int i=0; i<vectSmallScreen.size(); i++){ SmallScreen smallScreen = vectSmallScreen.get(i); smallScreen.display(); } for(int i=0; i< vectSpeaker.size(); i++){ Speaker speaker = vectSpeaker.get(i); speaker.call(); } } ...... } //音箱类 public class Speaker { private String name; private Counter counter; //构造函数 public Speaker(String name,Counter counter){ this.name = name; this.counter = counter; } //更新音箱呼叫 public void call(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + counter.getSubject()); } catch(Exception err){ } } }

Php代码：

//银行柜台类 public class Counter { //小屏列表 private $arrSmallScreen = array(); //音箱列表 private $arrSpeaker = array(); ...... //通知小屏显示和音箱呼叫 public function notifyChange(){ foreach ($this->arrSmallScreen as $smallScreen){ $smallScreen->display(); } foreach ($this->arrSpeaker as $speaker){ $speaker->call(); } } ...... } //音箱类 class Speaker { private $name = ""; private $counter = null; //构造函数 public function __construct($name,$counter){ $this->name = $name; $this->counter = $counter; } //更新显示屏 public function call(){ echo $this->name . ":" . $this->counter->getSubject(); } }

我们增加了一个类Speaker，还修改了类Counter，，当前提出的需求算是解决了，可是代码的耦合度却加大了，已经有3个类纠缠在一起了，那么以后再追加接收信息的终端怎么办？每一次追加观察者，都不得不改一遍类Counter的代码，如果继续做下去，出错的几率将不断加大，可维护性不断降低，这段代码明显违背开闭原则，所以，我们需要重新审视之前的设计了。

•3 继续改进观察者模式

面向对象的设计中最重要的思维就是抽象。显然，无论是小屏、大屏还是音箱，它们只是外观和更新信息的手段有所不同，更新信息的功能却是一致的，所以，我们完全可以把这些观察者抽象出来一个基类Observer，更新信息的手段由各个观察者自己负责实现。我们再修改一遍代码：

Java代码：

//银行柜台类 import java.util.Vector; public class Counter { //观察者列表 private Vector<Observer> vectObserver = new Vector<Observer>(); //当前业务号 private String bizNo; //柜台名称 private String name; //构造函数 public Counter(String name){ this.name = name; } //增加一个小屏 public void attach(Observer observer){ vectObserver.add(observer); } //去除一个小屏 public void detach(Observer observer){ vectObserver.remove(observer); } //通知小屏显示 public void notifyChange(){ for(int i=0; i<vectObserver.size(); i++){ Observer observer = vectObserver.get(i); observer.update(); } } //获取当前业务号 public String getBizNo(){ return this.bizNo; } //设置当前业务号 public void setBizNo(String bizNo){ this.bizNo = bizNo; } //获取主题信息 public String getSubject(){ return "请" + this.bizNo + "号到" + this.name + "号柜台办理业务"; } } //通知设备基类 abstract public class Observer { protected String name; protected Counter counter; //构造函数 public Observer(String name,Counter counter){ this.name = name; this.counter = counter; } //更新信息 public abstract void update(); } //小显示屏类 public class SmallScreen extends Observer{ //构造函数 public SmallScreen(String name,Counter counter){ super(name,counter); } //更新显示屏 public void update(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + counter.getSubject()); } catch(Exception err){ } } } //音箱类 public class Speaker extends Observer{ //构造函数 public Speaker(String name,Counter counter){ super(name,counter); } //更新音箱呼叫 public void update(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + counter.getSubject()); } catch(Exception err){ } } } //业务系统类 public class BankBiz { public static void main(String[] args) { Counter counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏 SmallScreen smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",counter); SmallScreen smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",counter); //3号音箱 Speaker speaker = new Speaker("3号音箱",counter); //加入通知小屏 counter.attach(smallScreen1); counter.attach(smallScreen2); counter.attach(speaker); //9号办理业务 counter.setBizNo("9"); //通知小屏更新 counter.notifyChange(); } }

Php代码：

<?php //银行柜台类 class Counter { //观察者列表 private $arrSmallScreen = array(); //当前业务号 private $bizNo = ""; //柜台名称 private $name = ""; //构造函数 public function __construct($name){ $this->name = $name; } //增加一个小屏 public function attach(&$smallScreen){ $this->arrSmallScreen[] = $smallScreen; } //去除一个小屏 public function detach(&$smallScreen){ for($i=0; $i<count($this->arrSmallScreen); $i++){ $objTemp = $this->arrSmallScreen[$i]; if($smallScreen === $objTemp){ array_splice($this->arrSmallScreen,$i,1); break; } } } //通知小屏显示 public function notifyChange(){ foreach ($this->arrSmallScreen as $smallScreen){ $smallScreen->update(); } } //获取当前业务号 public function getBizNo(){ return $this->bizNo; } //设置当前业务号 public function setBizNo($bizNo){ $this->bizNo = $bizNo; } //获取主题信息 public function getSubject(){ return "请" + $this->bizNo . "号到" . $this->name . "号柜台办理业务"; } } //通知设备基类 abstract class Observer { protected $name = ""; protected $counter = ""; //构造函数 public function __construct($name,$counter){ $this->name = $name; $this->counter = $counter; } //更新信息 public abstract function update(); } //小显示屏类 class SmallScreen extends Observer{ //构造函数 public function __construct($name,$counter){ parent::__construct($name,$counter); } //更新显示屏 public function update(){ echo $this->name . ":" . $this->counter->getSubject(); } } //音箱类 class Speaker extends Observer{ //构造函数 public function __construct($name,$counter){ parent::__construct($name,$counter); } //更新显示屏 public function update(){ echo $this->name . ":" . $this->counter->getSubject(); } } //业务系统类 class BankBiz { public static function execute() { $counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏 $smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",$counter); $smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",$counter); //3号音箱 $speaker = new Speaker("3号音箱",$counter); //加入通知小屏 $counter->attach($smallScreen1); $counter->attach($smallScreen2); $counter->attach($speaker); //9号办理业务 $counter->setBizNo("9"); //通知小屏更新 $counter->notifyChange(); } } BankBiz::execute(); ?>

//运行结果如下

1号小屏:请9号到1号柜台号柜台办理业务

2号小屏:请9号到1号柜台号柜台办理业务

3号音箱:请9号到1号柜台号柜台办理业务

经过我们这么一番改造，应对观察者的加入是绝对没有问题了，再也不用去修改柜台类Counter了，把柜台类对具体终端的依赖关系给去除了。不管是小屏还是音箱，柜台类一视同仁，进行同样的处理，它根本不需要知道需要通知的对象是什么。比如：银行又提出来加入大屏的显示。这样的需求，对于我们来说已经是很easy的事情了，可以从Observer类再派成出来一个大屏类LargeScreen。有人问：“大屏和小屏还不一样，为什么不用一个类来表示呢”。其实，做过排队项目的人可能很清楚，大屏幕的显示驱动和显示方式可能与小屏完全不同，甚至于供货厂商都不一样，在这个案例中，我们只是剥离出来它的其中一项显示功能而已。又比如：银行为了提升服务质量，准备加入短信提醒用户的功能。现在，我们是不是很容易对付了？

•4 又有新需求提出来

我们在开发软件的时候，用户需求很难做到百分之百的稳定，只能做到尽量稳定。银行又提出了新的需求：“除了柜台上可以发布呼号信息以外，银行内部的管理部门在某些情况下，也能利用大小屏发布一些紧急的信息”。 我们按照处理观察者方法，可以把这些通知者抽象出来，形成一个基类Subject,银行柜台和管理部门作为两个通知者，都可以从基类Subject派生出来，以后再增加通知者，就能够以此类推。我们按照这个思路形成最终一个版本：

Java代码：

//主题基类 import java.util.Vector; public abstract class Subject { //观察者列表 private Vector<Observer> vectObserver = new Vector<Observer>(); //增加一个观察者 public void attach(Observer observer){ vectObserver.add(observer); } //去除一个观察者 public void detach(Observer observer){ vectObserver.remove(observer); } //通知观察者更新 public void notifyObservers(){ for(int i=0; i<vectObserver.size(); i++){ Observer observer = vectObserver.get(i); observer.update(); } } //获取主题信息 public abstract String getSubject(); } //银行柜台类 public class Counter extends Subject{ //当前业务号 private String bizNo; //柜台名称 private String name; //构造函数 public Counter(String name){ this.name = name; } //获取当前业务号 public String getBizNo(){ return this.bizNo; } //设置当前业务号 public void setBizNo(String bizNo){ this.bizNo = bizNo; } //获取主题信息 public String getSubject(){ return "请" + this.bizNo + "号到" + this.name + "号柜台办理业务"; } } //管理部门类 public class Manager extends Subject{ //管理部门名称 private String name; //构造函数 public Manager(String name){ this.name = name; } //获取主题信息 public String getSubject(){ return this.name + "发布最新紧急公告"; } } //观察者基类 public abstract class Observer { protected String name; protected Subject subject; //构造函数 public Observer(String name,Subject subject){ this.name = name; this.subject = subject; } //更新信息 public abstract void update(); } //小显示屏类 public class SmallScreen extends Observer{ //构造函数 public SmallScreen(String name,Subject subject){ super(name,subject); } //更新显示屏 public void update(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + subject.getSubject()); } catch(Exception err){ } } } //音箱类 public class Speaker extends Observer{ //构造函数 public Speaker(String name,Subject subject){ super(name,subject); } //更新音箱 public void update(){ try{ System.out.println(this.name + ":" + subject.getSubject()); } catch(Exception err){ } } } //业务系统类 public class BankBiz { public static void main(String[] args) { //银行柜台 Counter counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏、3号音箱 SmallScreen smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",counter); SmallScreen smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",counter); Speaker speaker = new Speaker("3号音箱",counter); //银行柜台加入观察者 counter.attach(smallScreen1); counter.attach(smallScreen2); counter.attach(speaker); //9号办理业务 counter.setBizNo("9"); //通知更新 counter.notifyObservers(); //管理部门 Manager manager = new Manager("风险控制部"); //1号小屏 smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",manager); //管理部门加入观察者 manager.attach(smallScreen1); //通知更新 manager.notifyObservers(); } }

php代码：

<?php //主题基类 abstract class Subject { //观察者列表 private $arrObserver = array(); //增加一个观察者 public function attach(&$observer){ $this->arrObserver[] = $observer; } //去除一个观察者 public function detach(&$observer){ for($i=0; $i<count($this->$arrObserver); $i++){ $objTemp = $this->$arrObserver[$i]; if($observer === $objTemp){ array_splice($this->$arrObserver,$i,1); break; } } } //通知观察者更新 public function notifyObservers(){ foreach ($this->arrObserver as $observer){ $observer->update(); } } //获取主题信息 public abstract function getSubject(); } //银行柜台类 class Counter extends Subject { //当前业务号 private $bizNo = ""; //柜台名称 private $name = ""; //构造函数 public function __construct($name){ $this->name = $name; } //获取当前业务号 public function getBizNo(){ return $this->bizNo; } //设置当前业务号 public function setBizNo($bizNo){ $this->bizNo = $bizNo; } //获取主题信息 public function getSubject(){ return "请" + $this->bizNo . "号到" . $this->name . "号柜台办理业务"; } } //管理部门类 class Manager extends Subject{ //管理部门名称 private $name = ""; //构造函数 public function __construct($name){ $this->name = $name; } //获取主题信息 public function getSubject(){ return $this->name . "发布最新紧急公告"; } } //观察者基类 abstract class Observer { protected $name = ""; protected $subject = ""; //构造函数 public function __construct($name,$subject){ $this->name = $name; $this->subject = $subject; } //更新信息 public abstract function update(); } //小显示屏类 class SmallScreen extends Observer{ //构造函数 public function __construct($name,$subject ){ parent::__construct($name,$subject); } //更新显示屏 public function update(){ echo $this->name . ":" . $this->subject->getSubject(); } } //音箱类 class Speaker extends Observer{ //构造函数 public function __construct($name,$subject){ parent::__construct($name,$subject); } //更新音响 public function update(){ echo $this->name . ":" . $this->subject->getSubject(); } } //业务系统类 class BankBiz { public static function execute() { //银行柜台 $counter = new Counter("1号柜台"); //1,2号小屏、3号音箱 $smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",$counter); $smallScreen2 = new SmallScreen("2号小屏",$counter); $speaker = new Speaker("3号音箱",$counter); //银行柜台加入观察者 $counter->attach($smallScreen1); $counter->attach($smallScreen2); $counter->attach($speaker); //9号办理业务 $counter->setBizNo("9"); //通知更新 $counter->notifyObservers(); //管理部门 $manager = new Manager("风险控制部"); //1号小屏 $smallScreen1 = new SmallScreen("1号小屏",$manager); //管理部门加入观察者 $manager->attach($smallScreen1); //通知更新 $manager->notifyObservers(); } } BankBiz::execute(); ?>

又经过我们的一番改造，应对主题和观察者的需求变化都没有什么问题了，以后针对类似这样的需求，我们已经非常有经验了，完全可以把这段代码稍加修改套用一下就可以了。换句话说，我们把观察者模式的实现方式做成了一个很小的框架。

转载于:https://www.cnblogs.com/hengbo/archive/2009/05/14/2232494.html

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