观察者模式——对象间的联动
1、简介
1.1、概述
在软件系统中,有些对象之间也存在类似交通信号灯和汽车之间的关系。一个对象的状态或行为的变化将导致其他对象的状态或行为也发生改变,它们之间将产生联动,正所谓“触一而牵百发”。为了更好地描述对象之间存在的这种一对多(包括一对一)的联动,观察者模式应运而生。它定义了对象之间一对多的依赖关系,让一个对象的改变能够影响其他对象。
观察者模式是使用频率最高的设计模式之一,用于建立对象与对象之间的依赖关系。一个对象发生改变时将自动通知其他对象,其他对象将相应做出反应。在观察者模式中,发生改变的对象称为观察目标,而被通知的对象称为观察者。一个观察目标可以对应多个观察者,而且这些观察者之间可以没有任何相互联系,可以根据需要增加和删除观察者,使得系统更易于扩展。
1.2、定义
观察者模式(Observer Pattern):定义对象之间的一种一对多依赖关系,使得每当一个对象状态发生改变时,其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式的别名包括发布-订阅(Publish/Subscribe)模式、模型-视图(Model/View)模式、源-监听器(Source/Listener)模式或从属者(Dependents)模式。观察者模式是一种对象行为型模式。
2、解析
2.1、UML类图
观察者模式结构中通常包括观察目标和观察者两个继承层次结构,其结构如下图所示:
可以看出,在观察者模式结构图中包含以下4个角色:
- Subject(目标):目标又称为主题,它是指被观察的对象。在目标中定义了一个观察者集合,一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察,它提供一系列方法来增加和删除观察者对象,同时定义了通知方法notify()。目标类可以是接口,也可以是抽象类或具体类。
- ConcreteSubject(具体目标):具体目标是目标类的子类,通常包含有经常发生改变的数据。当它的状态发生改变时,向其各个观察者发出通知。同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法(如果有)。如果无须扩展目标类,则具体目标类可以省略。
- Observer(观察者):观察者将对观察目标的改变做出反应。观察者一般定义为接口,该接口声明了更新数据的方法update(),因此又称为抽象观察者。
- ConcreteObserver(具体观察者):在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用,它存储具体观察者的有关状态,这些状态需要和具体目标的状态保持一致。它实现了在抽象观察者Observer中声明的update()方法。通常在实现时,可以调用具体目标类的attach()方法将自己添加到目标类的集合中或通过detach()方法将自己从目标类的集合中删除。
2.2、代码示例
观察者模式描述了如何建立对象与对象之间的依赖关系,以及如何构造满足这种需求的系统。观察者模式包含观察目标和观察者两类对象。一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者,一旦观察目标的状态发生改变,所有的观察者都将得到通知。作为对这个通知的响应,每个观察者都将监视观察目标的状态以使其状态与目标状态同步,这种交互也称为发布-订阅(Publish-Subscribe)。观察目标是通知的发布者,它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者,可以有任意数目的观察者订阅它并接收通知。
下面通过示意代码来对该模式进行进一步分析。首先定义一个抽象目标Subject,典型代码如下:
/*** @Description: 抽象目标* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/08/03 18:35* @Version: 1.0*/
abstract class Subject {// 定义一个观察者集合用于存储所有观察者对象protected List<Observer> observers=new ArrayList<>();// 注册方法,用于向观察者集合中增加一个观察者public void attach(Observer observer){observers.add(observer);}// 注销方法,用于在观察者集合中删除一个观察者public void detach(Observer observer){observers.remove(observer);}// 声明抽象通知方法public abstract void notify();
}
具体目标类ConcreteSubject是实现抽象目标类Subject的一个具体子类,其典型代码如下:
/*** @Description: 具体目标* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/08/03 18:42* @Version: 1.0*/
public class ConcreteSubject extends Subject{// 实现通知方法@Overridepublic void notify() {// 遍历观察者集合,调用每一个观察者的响应方法for(Object obs:observers){((Observer)obs).update();}}
}
抽象观察者角色一般定义为一个接口,通常只声明一个update()方法,为不同观察者的更新(响应)行为定义相同的接口。这个方法在其子类中实现,不同的观察者具有不同的响应方法。抽象观察者Observer典型代码如下:
/*** @Description: 抽象观察者* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/08/03* @Version: 1.0*/
public interface Observer {// 声明响应方法void update();
}
在具体观察者ConcreteObserver中实现了update()方法,其典型代码如下:
/*** @Description: 具体观察者* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/08/03 18:46* @Version: 1.0*/
public class ConcreteObserver implements Observer{// 实现响应方法@Overridepublic void update() {// 具体响应代码}
}
在有些更加复杂的情况下,具体观察者类ConcreteObserver的update()方法在执行时需要使用到具体目标类ConcreteSubject中的状态(属性)。因此,在ConcreteObserver与ConcreteSubject之间有时候还存在关联或依赖关系。在ConcreteObserver中定义一个ConcreteSubject实例,通过该实例获取存储在ConcreteSubject中的状态。如果ConcreteObserver的update()方法不需要使用到ConcreteSubject中的状态属性,则可以对观察者模式的标准结构进行简化,在具体观察者ConcreteObserver和具体目标ConcreteSubject之间无须维持对象引用。如果在具体层具有关联关系,系统的扩展性将受到一定的影响,增加新的具体目标类有时候需要修改原有观察者的代码,在一定程度上违反了开闭原则。但是,如果原有观察者类无须关联新增的具体目标,则系统扩展性不受影响。
2.3、JDK对观察者模式的支持
观察者模式在Java语言中的地位非常重要。在JDK的java.util包中,提供了Observable类以及Observer接口,它们构成了JDK对观察者模式的支持,如下图所示。
1、Observer接口
在java.util.Observer接口中只声明一个方法,它充当抽象观察者,其方法声明代码如下:
当观察目标的状态发生变化时,该方法将会被调用。在Observer的子类中将实现update()方法,即具体观察者可以根据需要具有不同的更新行为。当调用观察目标类Observable的notifyObservers()方法时,将执行观察者类中的update()方法。
2、Observable类
java.util.Observable类充当观察目标类。在Observable中定义了一个向量Vector来存储观察者对象,它所包含的方法及说明如下图所示。
可以直接使用Observer接口和Observable类来作为观察者模式的抽象层,再自定义具体观察者类和具体观察目标类。通过使用JDK中的Observer接口和Observable类,可以更加方便地在Java语言中应用观察者模式。
2.4、观察者模式与MVC
在当前流行的MVC(Model-View-Controller)架构中也应用了观察者模式。MVC是一种架构模式,它包含3个角色:模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)。其中,模型可对应于观察者模式中的观察目标,而视图对应于观察者,控制器可充当两者之间的中介者。当模型层的数据发生改变时,视图层将自动改变其显示内容,如下图所示。
模型层提供的数据是视图层所观察的对象。在视图层中包含两个用于显示数据的图表对象,一个是柱状图,一个是饼状图,相同的数据拥有不同的图表显示方式。如果模型层的数据发生改变,两个图表对象将随之发生变化,这意味着图表对象依赖模型层提供的数据对象,因此数据对象的任何状态改变都应立即通知它们。同时,这两个图表之间相互独立,不存在任何联系,而且图表对象的个数没有任何限制,用户可以根据需要再增加新的图表对象,例如折线图。在增加新的图表对象时,无须修改原有类库,满足开闭原则。
3、观察者模式总结
观察者模式是一种使用频率非常高的设计模式,无论是移动应用、Web应用或者桌面应用,观察者模式几乎无处不在。它为实现对象之间的联动提供了一套完整的解决方案,凡是涉及一对一或者一对多的对象交互场景都可以使用观察者模式。观察者模式广泛应用于各种编程语言的GUI事件处理的实现,在基于事件的XML解析技术(例如SAX2)以及Web事件处理中也都使用了观察者模式。
3.1、主要优点
- 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离。它定义了稳定的消息更新传递机制,并抽象了更新接口,使得可以有各种各样不同的表示层充当具体观察者角色。
- 观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。观察目标只需要维持一个抽象观察者的集合,无须了解其具体观察者。由于观察目标和观察者没有紧密地耦合在一起,因此它们可以属于不同的抽象化层次。
- 观察者模式支持广播通信。观察目标会向所有已注册的观察者对象发送通知,简化了一对多系统设计的难度。
- 观察者模式满足开闭原则的要求,增加新的具体观察者无须修改原有系统代码。在具体观察者与观察目标之间不存在关联关系的情况下,增加新的观察目标也很方便。
3.2、主要缺点
- 如果一个观察目标对象有很多直接和间接观察者,将所有的观察者都通知到会花费很多时间。
- 如果在观察者和观察目标之间存在循环依赖,观察目标会触发它们之间进行循环调用,可能导致系统崩溃。
- 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的,而仅仅只是知道观察目标发生了变化。
3.3、适用场景
- 一个抽象模型有两个方面,其中一个方面依赖于另一个方面,将这两个方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。
- 一个对象的改变将导致一个或多个其他对象也发生改变,而并不知道具体有多少对象将发生改变,也不知道这些对象是谁。
- 需要在系统中创建一个触发链,A对象的行为将影响B对象,B对象的行为将影响C对象……可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。
相关文章:

观察者模式——对象间的联动
1、简介 1.1、概述 在软件系统中,有些对象之间也存在类似交通信号灯和汽车之间的关系。一个对象的状态或行为的变化将导致其他对象的状态或行为也发生改变,它们之间将产生联动,正所谓“触一而牵百发”。为了更好地描述对象之间存在的这种一…...

【雕爷学编程】Arduino动手做(189)---特别苗条,使用微波传感器控制的纤细小车
装修屋子,找了一段墙面布线槽,外槽宽度只有23毫米,截取一段长为24厘米,尝试做个苗条小车 先在线槽上安装了二只N20小电机 装上二个快餐盒盖做轮子 测试一下使用3.7V锂电池的动力系统(视频) https://v.youk…...
机器学习基础算法及其实现
线性回归 知识点: 1. 线性回归模型可以使用不同的目标函数,最常用的是最小二乘法、最小绝对值法和最大似然法。 2. 在最小二乘法中,目标是最小化实际值与预测值之间的误差平方和,这可以通过求导数等方法来求解。 3. 在最小绝对值…...

docker安装MinIO
简介 Minio 是一个面向对象的简单高性能存储服务。使用 Go 语言编写,性能高、具有跨平台性。 Minio 官网为:https://min.io ,有一个中文站点,单内容更新不是很及时,建议从原始官网学习。 本文采用 Docker 安装&…...

第5章 运算符、表达式和语句
本章介绍以下内容: 关键字:while、typedef 运算符:、-、*、/、%、、--、(类型名) C语言的各种运算符,包括用于普通数学运算的运算符 运算符优先级以及语句、表达式的含义 while循环 复合语句、自动类型转换和强制类型转换 如何编写…...

24考研数据结构-图的存储结构邻接矩阵
目录 6.3 储存结构(邻接表表示法)1. 储存方式2. 结构3. 图的邻接表存储表示(算法)4. 结论5. 邻接矩阵和邻接表的对比邻接矩阵优点:缺点: 邻接表优点:缺点: 邻接矩阵与邻接表的关系 6…...

在线推算两个日期相差天数的计算器
具体请前往:在线推算两个日期相差天数的计算器...

Spring源码解析(七):bean后置处理器AutowiredAnnotationBeanPostProcessor
Spring源码系列文章 Spring源码解析(一):环境搭建 Spring源码解析(二):bean容器的创建、默认后置处理器、扫描包路径bean Spring源码解析(三):bean容器的刷新 Spring源码解析(四):单例bean的创建流程 Spring源码解析(五)&…...

【C#学习笔记】引用类型(1)
文章目录 引用类型class匿名类 记录引用相等和值相等record声明 接口delegate 委托合并委托/多路广播委托 引用类型 引用类型的变量存储对其数据(对象)的引用,而值类型的变量直接包含其数据。 对于引用类型,两种变量可引用同一对…...

STM32CubeMX+VSCODE+EIDE+RT-THREAD 工程创建
Eide环境搭建暂且不表,后续补充。主要记录下Vscode环境下 创建Rt-thread工程的过程。分别介绍STM32CubeMX添加rtt支持包的方式和手动添加rtt kernel方式。STM32CubeMX生成工程的时候有"坑",防止下次忘记,方便渡一下有缘人ÿ…...

java中javamail发送带附件的邮件实现方法
java中javamail发送带附件的邮件实现方法 本文实例讲述了java中javamail发送带附件的邮件实现方法。分享给大家供大家参考。具体分析如下: JavaMail,顾名思义,提供给开发者处理电子邮件相关的编程接口。它是Sun发布的用来处理email的API。它…...
Stable Diffusion高阶技能(2)-稳定扩散百态:解密AI绘画工具「SD WebUI」的提示词高级使用策略
简介 在我们的生活中,艺术元素可谓无处不在,而处于中心地位的绘画,无疑是携带着强烈的艺术魅力。现如今随着AI技术的日新月异,AI绘画对我们的生活世界的改造影响越来越深远。那么,如何让我们在AI绘画工具中更好的指导AI完成我们心中的作品呢? 这需要我们玩转这个工具的…...
【果树农药喷洒机器人】Part2:机器人变量喷药系统硬件选型
本专栏介绍:付费专栏,持续更新机器人实战项目,欢迎各位订阅关注。 关注我,带你了解更多关于机器人、嵌入式、人工智能等方面的优质文章! 文章目录 一、引言二、变量喷药系统总体要求2.1系统功能要求2.2系统技术要求三、机器人关键硬件选型3.1深度相机概述与选型3.2单片机选…...

解决vite+vue3项目npm装包失败
报错如下: Failed to remove some directories [ npm WARN cleanup [ npm WARN cleanup D:\\V3Work\\v3project\\node_modules\\vue, npm WARN cleanup [Error: EPERM: operation not permitted, rmdir D:\V3Work\v3project\node_modules\vue\reactivity\…...
Rust之错误处理
在Rust中,将错误分为两种,可恢复错误和不可恢复错误。所谓可恢复错误就是指类似于文件未找到这类错误,一般需要将它们报告给用户并再次尝试进行操作,而不可恢复错误往往就是Bug,需要停止程序的运行。 1、不可恢复错误…...
docker compose快速编排
Docker-compose概述 Docker-Compose项目是Docker官方的开源项目,负责实现对Docker容集群的快速编排 Docker-Compose将所管理的容器分为三层,分别是工程(project),服务(service)以及容器&#x…...
java.io.File类的使用
文章目录 概述构造器常用方法1、获取文件和目录基本信息2、列出目录的下一级3.File类的重命名功能4、判断功能的方法5、创建、删除功能 练习 概述 File类及本章下的各种流,都定义在java.io包下。一个File对象代表硬盘或网络中可能存在的一个文件或者文件目录&#…...
TypeScript技能总结(三)
typescript是js的超集,目前很多前端框架都开始使用它来作为项目的维护管理的工具,还在不断地更新,添加新功能中,我们学习它,才能更好的在的项目中运用它,发挥它的最大功效 //泛型 > 参数和返回值类型相…...
python绿色版运行程序,python 绿色版免安装
大家好,小编来为大家解答以下问题,python绿色版运行程序,python 绿色版免安装,今天让我们一起来看看吧! 软件简介 Python3.7.0 是一种被广大从业者广泛使用的通用型设计语言。该软件提供了丰富全面的模块,并…...
Python 向Excel写数据
1.项目终端导入 xlwt 库 pip install xlwt2.导入依赖包 import xlwt3.创建Excel表格类型文件 调用xlwt模块中的Workbook方法来创建一个excel表格类型文件,其中的第一个参数是设置数据的编码格式,这里是’utf-8’的形式,style_compression设…...
谷歌浏览器插件
项目中有时候会用到插件 sync-cookie-extension1.0.0:开发环境同步测试 cookie 至 localhost,便于本地请求服务携带 cookie 参考地址:https://juejin.cn/post/7139354571712757767 里面有源码下载下来,加在到扩展即可使用FeHelp…...

大数据学习栈记——Neo4j的安装与使用
本文介绍图数据库Neofj的安装与使用,操作系统:Ubuntu24.04,Neofj版本:2025.04.0。 Apt安装 Neofj可以进行官网安装:Neo4j Deployment Center - Graph Database & Analytics 我这里安装是添加软件源的方法 最新版…...
设计模式和设计原则回顾
设计模式和设计原则回顾 23种设计模式是设计原则的完美体现,设计原则设计原则是设计模式的理论基石, 设计模式 在经典的设计模式分类中(如《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中),总共有23种设计模式,分为三大类: 一、创建型模式(5种) 1. 单例模式(Sing…...

.Net框架,除了EF还有很多很多......
文章目录 1. 引言2. Dapper2.1 概述与设计原理2.2 核心功能与代码示例基本查询多映射查询存储过程调用 2.3 性能优化原理2.4 适用场景 3. NHibernate3.1 概述与架构设计3.2 映射配置示例Fluent映射XML映射 3.3 查询示例HQL查询Criteria APILINQ提供程序 3.4 高级特性3.5 适用场…...

2021-03-15 iview一些问题
1.iview 在使用tree组件时,发现没有set类的方法,只有get,那么要改变tree值,只能遍历treeData,递归修改treeData的checked,发现无法更改,原因在于check模式下,子元素的勾选状态跟父节…...
Caliper 配置文件解析:config.yaml
Caliper 是一个区块链性能基准测试工具,用于评估不同区块链平台的性能。下面我将详细解释你提供的 fisco-bcos.json 文件结构,并说明它与 config.yaml 文件的关系。 fisco-bcos.json 文件解析 这个文件是针对 FISCO-BCOS 区块链网络的 Caliper 配置文件,主要包含以下几个部…...

HDFS分布式存储 zookeeper
hadoop介绍 狭义上hadoop是指apache的一款开源软件 用java语言实现开源框架,允许使用简单的变成模型跨计算机对大型集群进行分布式处理(1.海量的数据存储 2.海量数据的计算)Hadoop核心组件 hdfs(分布式文件存储系统)&a…...
在鸿蒙HarmonyOS 5中使用DevEco Studio实现企业微信功能
1. 开发环境准备 安装DevEco Studio 3.1: 从华为开发者官网下载最新版DevEco Studio安装HarmonyOS 5.0 SDK 项目配置: // module.json5 {"module": {"requestPermissions": [{"name": "ohos.permis…...
Vite中定义@软链接
在webpack中可以直接通过符号表示src路径,但是vite中默认不可以。 如何实现: vite中提供了resolve.alias:通过别名在指向一个具体的路径 在vite.config.js中 import { join } from pathexport default defineConfig({plugins: [vue()],//…...
嵌入式常见 CPU 架构
架构类型架构厂商芯片厂商典型芯片特点与应用场景PICRISC (8/16 位)MicrochipMicrochipPIC16F877A、PIC18F4550简化指令集,单周期执行;低功耗、CIP 独立外设;用于家电、小电机控制、安防面板等嵌入式场景8051CISC (8 位)Intel(原始…...