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觀察者模式

鎖定
觀察者模式(有時又被稱為模型(Model)-視圖(View)模式、源-收聽者(Listener)模式或從屬者模式)是軟件設計模式的一種。在此種模式中,一個目標物件管理所有相依於它的觀察者物件,並且在它本身的狀態改變時主動發出通知。這通常透過呼叫各觀察者所提供的方法來實現。此種模式通常被用來實現事件處理系統。
中文名
觀察者模式
外文名
Observer Mode
模    式
軟件設計模式
系    統
通常被用來實現事件處理系統
又稱為
發佈-訂閲模式

觀察者模式基本介紹

觀察者模式是一種對象行為模式。它定義對象間的一種一對多的依賴關係,當一個對象的狀態發生改變時,所有依賴於它的對象都得到通知並被自動更新。在觀察者模式中,主體是通知的發佈者,它發出通知時並不需要知道誰是它的觀察者,可以有任意數目的觀察者訂閲並接收通知。觀察者模式不僅被廣泛應用於軟件界面元素之間的交互,在業務對象之間的交互、權限管理等方面也有廣泛的應用。 [1] 
觀察者模式(Observer)完美的將觀察者和被觀察的對象分離開。舉個例子,用户界面可以作為一個觀察者,業務數據是被觀察者,用户界面觀察業務數據的變化,發現數據變化後,就顯示在界面上。面向對象設計的一個原則是:系統中的每個類將重點放在某一個功能上,而不是其他方面。一個對象只做一件事情,並且將他做好。觀察者模式在模塊之間劃定了清晰的界限,提高了應用程序的可維護性和重用性。
觀察者設計模式定義了對象間的一種一對多的組合關係,以便一個對象的狀態發生變化時,所有依賴於它的對象都得到通知並自動刷新。

觀察者模式實現方式

觀察者模式有很多實現方式,從根本上説,該模式必須包含兩個角色:觀察者和被觀察對象。在剛才的例子中,業務數據是被觀察對象,用户界面是觀察者。觀察者和被觀察者之間存在“觀察”的邏輯關聯,當被觀察者發生改變的時候,觀察者就會觀察到這樣的變化,並且做出相應的響應。如果在用户界面、業務數據之間使用這樣的觀察過程,可以確保界面和數據之間劃清界限,假定應用程序的需求發生變化,需要修改界面的表現,只需要重新構建一個用户界面,業務數據不需要發生變化。

觀察者模式使用場景

1、當一個抽象模型有兩個方面,其中一個方面依賴於另一方面。將這二者封裝在獨立的對象中以使它們可以各自獨立地改變和複用。
2、當對一個對象的改變需要同時改變其他對象,而不知道具體有多少對象需要被改變。
3、當一個對象必須通知其他對象,而它又不能假定其他對象是誰。換言之,不希望這些對象是緊密耦合的。 [2] 

觀察者模式角色

1、抽象主題(Subject):
它把所有觀察者對象的引用保存到一個聚集裏,每個主題都可以有任何數量的觀察者。抽象主題提供一個接口,可以增加和刪除觀察者對象。
2、具體主題(Concrete Subject):
將有關狀態存入具體觀察者對象;在具體主題內部狀態改變時,給所有登記過的觀察者發出通知。
3、抽象觀察者(Observer):
為所有的具體觀察者定義一個接口,在得到主題通知時更新自己。
4、具體觀察者(Concrete Observer):
實現抽象觀察者角色所要求的更新接口,以便使本身的狀態與主題狀態協調。 [3] 

觀察者模式優缺點

觀察者模式的主要的作用就是對對象解耦,將觀察者和被觀察者完全隔離。
1、觀察者模式的優點
觀察者模式解除了主題和具體觀察者的耦合,讓耦合的雙方都依賴於抽象,而不是依賴具體。
2、觀察者模式的缺點
在應用觀察者模式時需要考慮一下開發小路問題,程序中包括一個被觀察者和多個被觀察者,開發和調試比較複雜,而且Java中的消息的通知默認是順序執行的,一個觀察者的卡頓會影響整體的執行效率。在這種情況下,一般考慮採用異步的方式。 [2] 

觀察者模式過程

實現觀察者模式有很多形式,比較直觀的一種是使用一種“註冊—通知—撤銷註冊”的形式。

觀察者模式觀察者

(Observer)將自己註冊到被觀察對象(Subject)中,被觀察對象將觀察者存放在一個容器(Container)裏。

觀察者模式被觀察

被觀察對象發生了某種變化,從容器中得到所有註冊過的觀察者,將變化通知觀察者。

觀察者模式撤銷觀察

觀察者告訴被觀察者要撤銷觀察,被觀察者從容器中將觀察者去除。觀察者將自己註冊到被觀察者的容器中時,被觀察者不應該過問觀察者的具體類型,而是應該使用觀察者的接口。這樣的優點是:假定程序中還有別的觀察者,那麼只要這個觀察者也是相同的接口實現即可。一個被觀察者可以對應多個觀察者,當被觀察者發生變化的時候,他可以將消息一一通知給所有的觀察者。基於接口,而不是具體的實現,這一點為程序提供了更大的靈活性。
參考資料
  • 1.    尹小敏,龍萍,陳豔軍.在Delphi中通過事件委託機制實現觀察者模式[J].電腦編程技巧與維護,2015,(5):32-34.
  • 2.    單丹丹,韓冬.Android源碼中觀察者模式的運用[J].電腦知識與技術,2017,13(2):68-69.
  • 3.    温立輝.觀察者模式在交通信號系統中的應用[J].科技風,2017,(8):91.