【设计模式】观察者模式(行为型)⭐⭐⭐

1.概念

1.1 什么是观察者模式

观察者模式(Observer Pattern)是一种行为型设计模式,它允许对象在状态改变时通知多个观察者对象。
可以用于mqtt的订阅消息后,根据观察者模式触发获取接收消息并设置相关业务代码。
观察者模式包含以下主要角色
主题(Subject):主题是通知者,它知道观察者,提供注册和删除观察者对象的接口。
观察者(Observer):观察者是接收通知的对象,它实现了更新接口以接收主题的状态。
具体主题(Concrete Subject):具体主题是主题的具体实现,它维护自己的状态,当状态改变时,它会通知所有的观察者。
具体观察者(Concrete Observer):具体观察者是观察者的具体实现,它实现更新接口以接收具体主题的状态。
在Java中,观察者模式可以通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口来实现。Observable类是主题的抽象,Observer接口是观察者的抽象。

1.2 优点与缺点

优点:
1.降低了系统中对象之间的耦合度,使得系统更容易扩展。
2.可以实现广播机制,自动通知所有相关的对象。
缺点:
1.如果一个主题有很多观察者,通知所有观察者会花费很多时间。
2.如果观察者和主题之间的抽象耦合度很高,观察者和主题必须知道彼此的具体实现,系统会变得复杂。

2.实现方式

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

// 具体观察者1
class BinaryObserver implements Observer {
    private Observable observable;
    private int state;

    public BinaryObserver(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        state = ((ConcreteSubject) o).getState();
        System.out.println("Binary String: " + Integer.toBinaryString(state));
    }
}

// 具体观察者2
class OctalObserver implements Observer {
    private Observable observable;
    private int state;

    public OctalObserver(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        state = ((ConcreteSubject) o).getState();
        System.out.println("Octal String: " + Integer.toOctalString(state));
    }
}

// 具体主题
class ConcreteSubject extends Observable {
    private int state;

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int value) {
        this.state = value;
        setChanged();
        notifyObservers();
    }
}

public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();

        new BinaryObserver(subject);
        new OctalObserver(subject);

        System.out.println("First state change: 15");
        subject.setState(15);
        System.out.println("Second state change: 10");
        subject.setState(10);
    }
}

在这个例子中,我们有一个ConcreteSubject类,它继承了Observable类,并维护了一个状态。我们还有两个观察者类,BinaryObserver和OctalObserver,它们实现了Observer接口。当ConcreteSubject的状态改变时,它会通知所有的观察者,观察者会更新自己的状态并打印出相应的信息。

3. Java 哪些地方用到了观察者模式

Swing事件处理: Java的Swing GUI框架使用观察者模式来处理事件。例如,按钮点击、滑块移动等事件都会触发事件源(如按钮、滑块)通知所有注册的监听器(观察者)。
JDBC驱动管理: JDBC驱动程序管理器使用观察者模式来管理JDBC驱动程序的加载。当应用程序请求连接到数据库时,驱动程序管理器会通知所有注册的驱动程序(观察者),以尝试建立连接。
JavaBeans: JavaBeans规范使用观察者模式来支持属性更改通知。当JavaBean的属性发生更改时,它会通知所有注册的监听器(观察者)。
事件监听器: 在Java中,事件监听器接口(如ActionListener、MouseListener等)都是观察者模式的体现。事件源将事件委托给事件监听器,后者作为事件处理的观察者。
消息订阅系统: 在消息订阅系统中,发布者将消息发布给所有订阅者。订阅者作为观察者,当有新消息发布时,它们会接收到通知。
MVC(Model-View-Controller)架构: 在MVC架构中,模型(Model)作为主题,视图(View)作为观察者。当模型的数据发生变化时,它会通知所有注册的视图,以便视图可以更新显示内容。

4. Spring 哪些地方用到了观察者模式

事件发布: Spring的事件驱动模型使用观察者模式来解耦事件的生产者和消费者。ApplicationEventMulticaster类充当代理,它将事件发布给所有注册的监听器。
Web集成: Spring的Web模块使用观察者模式来集成不同的Web框架。例如,DispatcherServlet充当代理,它在处理HTTP请求时会触发事件,这些事件可以被注册的监听器捕获。
资源访问: Spring的ResourceLoader和Resource接口使用观察者模式来抽象不同类型的资源访问。ResourceLoader的实现类充当代理,它们将资源访问的调用转换为具体文件系统、类路径或URL的访问。
消息服务: Spring的JMS(Java消息服务)集成使用观察者模式来适配不同的消息中间件。JmsTemplate和JmsListenerContainerFactory类充当代理,它们将Spring的消息抽象转换为具体的消息中间件操作。

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