淺談Android設(shè)計模式學(xué)習(xí)之觀察者模式

2019-10-22 18:10:52

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供稿：網(wǎng)友

觀察者模式在實際項目中使用的也是非常頻繁的，它最常用的地方是GUI系統(tǒng)、訂閱——發(fā)布系統(tǒng)等。因為這個模式的一個重要作用就是解耦，使得它們之間的依賴性更小，甚至做到毫無依賴。以GUI系統(tǒng)來說，應(yīng)用的UI具有易變性，尤其是前期隨著業(yè)務(wù)的改變或者產(chǎn)品的需求修改，應(yīng)用界面也經(jīng)常性變化，但是業(yè)務(wù)邏輯基本變化不大，此時，GUI系統(tǒng)需要一套機制來應(yīng)對這種情況，使得UI層與具體的業(yè)務(wù)邏輯解耦，觀察者模式此時就派上用場了。

概述

觀察者模式又被稱作發(fā)布/訂閱模式，觀察者模式定義了一種一對多的依賴關(guān)系，讓多個觀察者對象同時監(jiān)聽某一個主題對象。這個主題對象在狀態(tài)發(fā)生變化時，會通知所有觀察者對象，使它們能夠自動更新自己。

模式中的角色

Android,觀察者模式,設(shè)計模式

抽象主題（Subject）：它把所有觀察者對象的引用保存到一個聚集里，每個主題都可以有任何數(shù)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。

具體主題（ConcreteSubject）：將有關(guān)狀態(tài)存入具體觀察者對象；在具體主題內(nèi)部狀態(tài)改變時，給所有登記過的觀察者發(fā)出通知。

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。

具體觀察者（ConcreteObserver）：實現(xiàn)抽象觀察者角色所要求的更新接口，以便使本身的狀態(tài)與主題狀態(tài)協(xié)調(diào)。

1.Subject 和 Observer 是一個一對多的關(guān)系，也就是說觀察者只要實現(xiàn) Observer 接口并把自己注冊到 Subject 中就能夠接收到消息事件；

2.Java API有內(nèi)置的觀察者模式類：java.util.Observable 類和 java.util.Observer 接口，這分別對應(yīng)著 Subject 和 Observer 的角色；

3.使用 Java API 的觀察者模式類，需要注意的是被觀察者在調(diào)用 notifyObservers() 函數(shù)通知觀察者之前一定要調(diào)用 setChanged() 函數(shù)，要不然觀察者無法接到通知；

4.使用 Java API 的缺點也很明顯，由于 Observable 是一個類，java 只允許單繼承的缺點就導(dǎo)致你如果同時想要獲取另一個父類的屬性時，你只能選擇適配器模式或者是內(nèi)部類的方式，而且由于 setChanged() 函數(shù)為 protected 屬性，所以你除非繼承 Observable 類，否則你根本無法使用該類的屬性，這也違背了設(shè)計模式的原則：多用組合，少用繼承。

觀察者模式示例

例如：MyPerson是被觀察者

public class MyPerson extends Observable {  private String name;  private int age;  private String sex;  public String getName() {    return name;  }  public void setName(String name) {    this.name = name;    setChanged();    notifyObservers();  }  public int getAge() {    return age;  }  public void setAge(int age) {    this.age = age;    setChanged();    notifyObservers();  }  public String getSex() {    return sex;  }  public void setSex(String sex) {    this.sex = sex;    setChanged();    notifyObservers();  }  @Override  public String toString() {    return "MyPerson [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + "]";  }}

setChanged();告知數(shù)據(jù)改變，通過notifyObservers();發(fā)送信號通知觀察者。

MyObserver是觀察者

public class MyObserver implements Observer {  private int id;  private MyPerson myPerson;  public MyObserver(int id) {    System.out.println("我是觀察者---->" + id);    this.id = id;  }  public int getId() {    return id;  }  public void setId(int id) {    this.id = id;  }  public MyPerson getMyPerson() {    return myPerson;  }  public void setMyPerson(MyPerson myPerson) {    this.myPerson = myPerson;  }  @Override  public void update(Observable observable, Object data) {    System.out.println("觀察者---->" + id + "得到更新");    this.myPerson = (MyPerson) observable;    System.out.println(((MyPerson) observable).toString());  }}

觀察者接受到通知后，調(diào)用update方法進(jìn)行更新操作。

public class MainActivity extends Activity {  private Button btnAddObserver;  private Button btnChangeData;  private MyPerson observable;  private MyObserver myObserver;  private List<MyObserver> myObservers;  private ListView listview;  private int i;  private Handler handler = new Handler() {    public void handleMessage(android.os.Message msg) {      MyListAdapter myListAdapter = new MyListAdapter(MainActivity.this,          myObservers);      listview.setAdapter(myListAdapter);    };  };  @Override  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    super.onCreate(savedInstanceState);    setContentView(R.layout.activity_main);    btnAddObserver = (Button) findViewById(R.id.btn_add_observer);    btnChangeData = (Button) findViewById(R.id.btn_change_data);    listview = getListView();    observable = new MyPerson();    myObservers = new ArrayList<MyObserver>();    btnAddObserver.setOnClickListener(new OnClickListener() {      @Override      public void onClick(View v) {        myObserver = new MyObserver(i);        i++;        observable.addObserver(myObserver);        myObservers.add(myObserver);        handler.sendEmptyMessage(0);      }    });    btnChangeData.setOnClickListener(new OnClickListener() {      @Override      public void onClick(View v) {        observable.setName("a" + i);        observable.setAge(10 + i);        observable.setSex("男" + i);        handler.sendEmptyMessage(0);      }    });  }  @Override  protected void onDestroy() {    // TODO Auto-generated method stub    super.onDestroy();    observable.deleteObserver(myObserver);  }}

Android源碼中的模式實現(xiàn)

在以前，我們最常用到的控件就是ListView了，而ListView最重要的一個點就是Adapter，在我們往ListView添加數(shù)據(jù)后，我們都會調(diào)用一個方法: notifyDataSetChanged(), 這個方法就是用到了我們所說的觀察者模式。

跟進(jìn)這個方法notifyDataSetChanged方法，這個方法定義在BaseAdapter中，代碼如下:

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {  // 數(shù)據(jù)集觀察者  private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();  // 代碼省略  public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {    mDataSetObservable.registerObserver(observer);  }  public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {    mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);  }  /**   * Notifies the attached observers that the underlying data has been changed   * and any View reflecting the data set should refresh itself.   * 當(dāng)數(shù)據(jù)集用變化時通知所有觀察者   */  public void notifyDataSetChanged() {    mDataSetObservable.notifyChanged();  }}

可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時候，notifyDataSetChanged中會調(diào)用mDataSetObservable.notifyChanged()方法

public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {  /**   * Invokes onChanged on each observer. Called when the data set being observed has   * changed, and which when read contains the new state of the data.   */  public void notifyChanged() {    synchronized(mObservers) {      // 調(diào)用所有觀察者的onChanged方式      for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {        mObservers.get(i).onChanged();      }    }  }}

mDataSetObservable.notifyChanged()中遍歷所有觀察者，并且調(diào)用它們的onChanged方法。

那么這些觀察者是從哪里來的呢？首先ListView通過setAdapter方法來設(shè)置Adapter

 @Override  public void setAdapter(ListAdapter adapter) {    // 如果已經(jīng)有了一個adapter,那么先注銷該Adapter對應(yīng)的觀察者    if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {      mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);    }    // 代碼省略    super.setAdapter(adapter);    if (mAdapter != null) {      mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();      mOldItemCount = mItemCount;      // 獲取數(shù)據(jù)的數(shù)量      mItemCount = mAdapter.getCount();      checkFocus();      // 注意這里 : 創(chuàng)建一個一個數(shù)據(jù)集觀察者      mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();      // 將這個觀察者注冊到Adapter中，實際上是注冊到DataSetObservable中      mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);      // 代碼省略    } else {      // 代碼省略    }    requestLayout();  }

在設(shè)置Adapter時會構(gòu)建一個AdapterDataSetObserver，最后將這個觀察者注冊到adapter中，這樣我們的被觀察者、觀察者都有了。

AdapterDataSetObserver定義在ListView的父類AbsListView中，代碼如下 :

 class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {    @Override    public void onChanged() {      super.onChanged();      if (mFastScroll != null) {        mFastScroll.onSectionsChanged();      }    }    @Override    public void onInvalidated() {      super.onInvalidated();      if (mFastScroll != null) {        mFastScroll.onSectionsChanged();      }    }  }

它由繼承自AbsListView的父類AdapterView的AdapterDataSetObserver, 代碼如下 :

class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {    private Parcelable mInstanceState = null;    // 調(diào)用Adapter的notifyDataSetChanged的時候會調(diào)用所有觀察者的onChanged方法,核心實現(xiàn)就在這里    @Override    public void onChanged() {      mDataChanged = true;      mOldItemCount = mItemCount;      // 獲取Adapter中數(shù)據(jù)的數(shù)量      mItemCount = getAdapter().getCount();      // Detect the case where a cursor that was previously invalidated has      // been repopulated with new data.      if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null          && mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {        AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);        mInstanceState = null;      } else {        rememberSyncState();      }      checkFocus();      // 重新布局ListView、GridView等AdapterView組件      requestLayout();    }    // 代碼省略    public void clearSavedState() {      mInstanceState = null;    }  }

當(dāng)ListView的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，調(diào)用Adapter的notifyDataSetChanged函數(shù)，這個函數(shù)又會調(diào)用DataSetObservable的notifyChanged函數(shù)，這個函數(shù)會調(diào)用所有觀察者 (AdapterDataSetObserver) 的onChanged方法。這就是一個觀察者模式！

總結(jié)：AdapterView中有一個內(nèi)部類AdapterDataSetObserver,在ListView設(shè)置Adapter時會構(gòu)建一個AdapterDataSetObserver，并且注冊到Adapter中，這個就是一個觀察者。而Adapter中包含一個數(shù)據(jù)集可觀察者DataSetObservable，在數(shù)據(jù)數(shù)量發(fā)生變更時開發(fā)者手動調(diào)用AdapternotifyDataSetChanged，而notifyDataSetChanged實際上會調(diào)用DataSetObservable的notifyChanged函數(shù)，該函數(shù)會遍歷所有觀察者的onChanged函數(shù)。在AdapterDataSetObserver的onChanged函數(shù)中會獲取Adapter中數(shù)據(jù)集的新數(shù)量，然后調(diào)用ListView的requestLayout()方法重新進(jìn)行布局，更新用戶界面。

比較知名的使用觀察者模式的開源框架有