人人都会设计模式：观察者模式--Observer

摘要：转载请注明出处作者地址本文出自简书人人都会设计模式教程简介阅读对象本篇教程适合新手阅读，老手直接略过教程难度初级，本人水平有限，文章内容难免会出现问题，如果有问题欢迎指出，谢谢地址正文一什么是观察者模式生活中的观察者模式警察抓小偷在现实生活

PS：转载请注明出处
作者: TigerChain
地址: http://www.jianshu.com/p/b972ba509c66
本文出自 TigerChain 简书 人人都会设计模式

教程简介

1、阅读对象
本篇教程适合新手阅读，老手直接略过

2、教程难度
初级，本人水平有限，文章内容难免会出现问题，如果有问题欢迎指出，谢谢

3、Demo 地址:https://github.com/githubchen001/DesignPattern/tree/master/app/src/main/java/designpattern/jun/com/designpattern/Observer/CustomEventBus

正文

1、警察抓小偷

在现实生活中，警察抓小偷是一个典型的观察者模式「这以一个惯犯在街道逛街然后被抓为例子」，这里小偷就是被观察者，各个干警就是观察者，干警时时观察着小偷，当小偷正在偷东西「就给干警发送出一条信号，实际上小偷不可能告诉干警我有偷东西」，干警收到信号，出击抓小偷。这就是一个观察者模式

2、装模作样写作业

小时候家里家活比较多，爸妈让我去干活的时候，我偶尔会说我要学习「其实不想去干活，当然只是偶尔，我还是常常干家务的」，然后爸妈就去地里了，我一个人在家里，先摆出一张桌子「上面放好想看的书」，然后打开电视机看起电视剧，但是又怕家里人回到家中看到我在看电视，于是把家里的大门锁住「当爸妈回的时候肯定要开门」，当我听见开门声就会立马关掉电视，做到作业桌上「装模作样写作业」----在这过程中：我充当的就是观察者，爸妈就是被观察者，他们开门就会触发门响「相当于告诉我说他们回来了」，我听到响声「关电视，写作业」，有过类似的经验的朋友们下面点个赞

3、远程视频会议等

老板和员工远程开会：老板是被观察者，员工是观察者。微信公号：微信公号作者是被观察者，微信用户是观察者「当公号作者发送一篇文章，关注了公号的观察者都可以收到文章」等

观察者模式的定义

观察者模式描述的是一种一对多的关系「一个被观察者对应多个观察者」，当被观察者的状态发生改变时，所有观察者都会得到通知。通俗的理解：观察者模式就是在特定的时刻「被观察者发送通知」干特定的事情「观察者收到通知处理自己相应的事件」

观察者模式的特点

观察者模式的三要素：观察者，被观察者，事件「订阅」

观察者模式的结构

观察者模式简单的 UML

在举例之前，我们先看看一个概念--回调，什么是回调：就调用一圈又回到自已了「通俗的就可以这样认为」

例子一：小明叫爸爸吃饭

举个例子，小明妈妈做好了饭，让小明去地里叫他爸回来吃饭，小明说好的我马上去，过了半个小时小明和他爸一起来了，小明给妈妈的说：“妈，爸回来了”，妈妈说：“好的我知道了，让你爸洗洗手吃饭吧”，在这一过程中，小明给妈妈的说：“妈，爸回来了”就是一个回调，不好理解？那看代码吧

小明叫爸爸吃饭简单的 UML

写代码

1、定义一个回调接口

2、定义妈妈类

3、定义小明类

4、测试

5、运行查看结果

这就是回调，我们看看的数据的走向 Mom-->xiaoming-->Mom 转了一圈回来了，这就是回调

例子二，模拟Android 中 View 的点击事件

经过例子一，我敢保证多数朋友对回调还是稀里糊涂，不要紧，我们再来一个例子感受一下，做过 Android 的朋友一定调用过 View.setOnclickListener(OnClickListener onClickListener) 点击函数,没错 OnClickListener 就是一个回调接口，我们来使用 java 代码模拟一下这个过程

先看一下 UML

根据 UML 写代码

1、 定义一个 View 类

public class View {

    private OnClickListener onClickListener ;
    // 触发点击事件
    protected void click(){
        if(onClickListener !=null){
            onClickListener.onClick(this);
        }
    }
    // 设置回调
    public void setOnClickListener(OnClickListener onClickListener){
        this.onClickListener = onClickListener ;
    }

    public interface OnClickListener{
        // 定义回调方法
        void onClick(View v) ;
    }
}

2、定义一个 Button 类

/**
 * Created by TigerChain
 * 定义一个按钮
 */
public class Button extends View {
    public void click(){
        super.click();
    }
}

3、测试类 Test

public class Test {

    public static void main(String args[]){
        Button button = new Button() ;
        //看到了没，看到这里是不是很亲切，是不是发现 次哦！ 这就是回调
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                System.out.print("自定义 View 的回调事件");
            }
        });
        // 模拟用户点击这个运作，Android 系统的 View 是重写手势来调用这个方法的，没有暴露给用户
        button.click();
    }
}

4、运行查看结果

如果你看 Android 源码，或是三方的源码会发现好多这样的回调方法，比如网络请求成功失败的回调等。

使用观察者模式实现自定义 View

定义 View 「被观察者」

public class View {
    //被观察者的列表
    private ArrayList onClickListeners = new ArrayList<>() ;
    // 触发通知
    protected void click(){
        for(OnClickListener onClickListener:onClickListeners){
            if(onClickListener !=null){
                onClickListener.onClick(View.this);
            }
        }
    }
    // 注册观察者
    public void setOnClickListener(OnClickListener onClickListener){
        onClickListeners.add(onClickListener) ;
    }

    public interface OnClickListener{
        // 定义通知的方法
        void onClick(View v) ;
    }

    public void unRegister(OnClickListener onClickListener){
        if(onClickListeners.contains(onClickListener)){
            onClickListeners.remove(onClickListener) ;
        }
    }
}

注意这里的 OnClickListener 就是抽象的观察者

2、定义一个 Button

/**
 * Created by TigerChain
 */
public class Button extends View {

}

3、测试 Test

public class Test {
    public static void main(String args[]){
        //定义一个被观察者
        Button button = new Button() ;
        //注册其中一个观察者
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                System.out.println("TigerChain");
            }
        });
        // 注册另一个观察者
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                System.out.println("never give up");
            }
        });
        // 被观察者触发事件
        button.click();
    }
}

4、运行查看结果

PS:总结看到了没，观察者模式和回调是如此的相似，如果我们把上面的注册观察者改成一个「和 View 回调一模一样」，可以说回调是一种特殊的观察者模式，回调和观察者联系和区别

1、回调可以说只有一个观察者，是一对一，是一种特殊的观察者模式「我是这样的认为的，个人观点，如果有误欢迎指出」

2、观察者被观察者持有观察的列表，是一种一对多的关系

3、回调是一种监听方式，观察者模式是一种解决方案「设计模式」

有了回调的基础，下面我们来看看观察者模式的几个精典例子

1、微信公号推送文章

最近看了我文章的人都知道我最近在写关于设计模式这一系列，在这里我「TigerChain」就是一个被观察者，普通的微信用户就是观察者，如果微信用户关注了 TigerChain ,那么我推送的每一篇的文章，微信用户就会第一时间收到我的文章「订阅 TigerChain的用户」，这就是一个典型的观察者模式

微信公号推送文章简单的 UML

根据 UML 撸码

1、定义抽象的被观察者 IWxServerSubject.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 定义主题「被观察者接口」，所有的公号作者共同属性「其实这里功能上微信系统的功能，直接抽象成被观察者」
 */
public interface IWxServerSubject {
    // 添加观察者
    void attchObserver(IObserver iObserver) ;
    // 移除观察者
    void detachObserver(IObserver iObserver) ;
    // 通知观察者
    void notifyObserver() ;
}

2、定义抽象的观察者接口 Observer.Java

/**
 * Created by TigerChain
 * 定义观察者接口,即关注公号的微信用户共同属性
 */
public interface Observer {
    // 观察者收到信息,内容为 info
    void reciveContent(String info) ;
}

3、定义具体的被观察者「公号作者 TigerChain」 TigerChainSubject.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 定义一个真实的被观察者 TigerChain「公号的作者」
 * 里面存了订阅 TigerChain 微信公众账号的读者
 */
public class TigerChainSubject implements IWxServerSubject {

    // 订阅者列表「观察者列表」，即关注 TigerChain 公号的读者
    private List observers = new ArrayList<>() ;
    //作者更新公号的内容 
    private String updateContent ;

    @Override
    public void attchObserver(IObserver iObserver) {
        observers.add(iObserver) ;
    }

    @Override
    public void detachObserver(IObserver iObserver) {
        if(observers.contains(iObserver)) {
            observers.remove(iObserver);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        for (IObserver iObserver:observers) {
            iObserver.reciveContent(updateContent);
        }
    }

    /**
     * 是否关注我的公号
     * @param iObserver
     * @return
     */
    public boolean isAttchObserver(IObserver iObserver){
        return observers.contains(iObserver) ;
    }

    /**
     * TigerChain 在公号中发布文章
     * @param updateContent
     */
    public void submitContent(String updateContent){
        this.updateContent = updateContent ;
        this.notifyObserver();
    }
}

4、定义一个具体的观察者「普通的微信用户」 ReaderObserver.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 微信用户
 */
public class ReaderObserver implements Observer {

    // 微信用户的姓名
    private String name ;

    public ReaderObserver(String name){
        this.uname = name ;
    }

    @Override
    public void reciveContent(String info) {
        System.out.println(uname+"注意，TigerChain 发送了文章---"+info);
    }

    public String getUname(){
        return this.name ;
    }
}

可以看到微信用户有接收推送文章的能力「前提是要关注公号作者」

5、来个 Test 类测试一下吧

/**
 * Created by TigerChain
 * 测试类
 */
public class Test {
    public static void main(String args[]){

        IWxServerSubject iWxServerSubject = new TigerChainSubject() ;
        // 微信用户
        ReaderObserver zhangsai = new ReaderObserver("张三") ;
        ReaderObserver lisi = new ReaderObserver("李四") ;
        ReaderObserver wangwu = new ReaderObserver("王五") ;
        ReaderObserver zhaoLiu = new ReaderObserver("赵六") ;

        // 微信用户张三关注我的公号「即订阅」
        iWxServerSubject.attchObserver(zhangsai);
        // 微信用户李四关注我的公号「即订阅」
        iWxServerSubject.attchObserver(lisi);
        // 微信用户王五关注我的公号「即订阅」
        iWxServerSubject.attchObserver(wangle);

        // 我「被观察者」发布了一篇文章--观察者模式
        ((TigerChainSubject)iWxServerSubject).submitContent("人人都会设计模式：观察者模式") ;

        boolean isAttch = ((TigerChainSubject)iWxServerSubject).isAttchObserver(zhaoLiu) ;
        if(!isAttch){
            System.out.println(zhaoLiu.getUname()+"你好！你还没有关注 TigerChain ，请关注先，谢谢");
        }
    }
}

我们看到和现实情况一样，普通微信用户关注公号作者，然后作者发送文章，用户就可以收到文章了

6、运行查看结果

2、狼王开会

话说冬天来了，狼得找过冬的食物，狼王组织如开了紧急会议，下面的群狼都看着狼王传递会议精神和安排任务，此时狼王就是被观察者，群狼就是观察者，我们来看看 UML

狼王开会简单的 UML

根据 UML 撸码

1、抽象被观察者功能 Wolf.Java

/**
 * Created by TigerChain
 * 抽象的被观察者
 */
public interface Wolf {
    // 添加观察者
    void attchObserver(NormalWolf observer) ;
    // 移除观察者
    void detchObserver(NormalWolf observer) ;
    // 通知观察者
    void notifyObserver(String str) ;
}

2、抽象观察者普通的狼 NormalWolf.java

/**
 * Created by 抽象的观察者，普通的狼
 */
public abstract class NormalWolf {

    // 拿到被观察者的引用
    protected IWolf iWolf ;

    /**
     * 收到狼王下达的命令
     * @param str
     */
    public abstract void reciveCommand(String str) ;
}

3、定义具体的被观察者狼王 LangWang.java

由于一个狼群中只有一个狼王，所以狼王是一个单例「学以致用，这里把单例模式也使用一把」

/**
 * Created by TigerChain
 * 狼王「被观察者，下面的狼都看狼王的眼色行事」，是一个单例模式
 */
public class LangWang implements Wolf{

    private static LangWang instance ;
    private LangWang(){}
    public static LangWang getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (LangWang.class){
                if(instance == null){
                    instance = new LangWang() ;
                }
            }
        }
        return instance ;
    }

    // 除过狼王外的狼「观察者」
    private List observers = new ArrayList<>() ;
    // 狼王下达的命令
    private String mingLing  ;

    @Override
    public void attchObserver(NormalWolf observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void detchObserver(NormalWolf observer) {
        if(observers.contains(observer)){
            observers.remove(observer) ;
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver(String str) {
        for(NormalWolf observer:observers){
            observer.reciveCommand(str);
        }
    }

    /**
     * 下达命令
     * @param mingLing
     */
    public void xiaDaMingling(String mingLing){
        this.mingLing = mingLing ;
        this.notifyObserver(mingLing);
    }
}

4、定义一个观察者侦查狼 ZhenChaLang.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 侦查狼，另一个观察者
 */
public class ZhenChaLang extends NormalWolf {

    public ZhenChaLang(IWolf iWolf){
        this.iWolf = iWolf ;
        this.iWolf.attchObserver(this);
    }

    @Override
    public void reciveCommand(String string) {
        System.out.println("侦查狼：狼王开会传递的信息是 
"+string);
    }
}

在这里我们实例化一个侦查狼的时候就会把它注册到被观察者中，也就是狼王开会的时候，群狼肯定狼群中的一员「外来狼可不行」，只有内部狼「内部会员」才有资格开会「这种关系就相当于注册这个过程」

5、定义另一个观察者捕猎狼 BuLieLang.java

/**
 * Created by TigerChain
 * 捕猎狼---观察者
 */
public class BuLieLang extends NormalWolf {

    public BuLieLang(IWolf iWolf){
        this.iWolf = iWolf ;
        // 添加观察者，即捕猎狼放在狼王组织中
        this.iWolf.attchObserver(this);
    }

    @Override
    public void reciveCommand(String string) {
        System.out.println("捕猎狼：狼王开会传递的信息是 
"+string+"
");
    }
}

测试类 Test

/**
 * Created by TigerChain
 * 测试类
 */
public class Test {
    public static void main(String args[]){
        // 使用单例模式
        LangWang langWang = LangWang.getInstance() ;

        BuLieLang buLieLang = new BuLieLang(langWang) ;
        ZhenChaLang zhenChaLang = new ZhenChaLang(langWang) ;

        // 狼王下达命令就是发送通知
        langWang.xiaDaMingling("1、分工合作，捕猎狼根据侦查狼反馈看机行事 
" +
                                     "2、侦查狼永远把危险放在第一位，遇到危险第一时间提醒大家撤退");

    }
}

6、运行查看结果

狼王下达命令就是发送通知，那么现场中的狼都会收到通知，典型的观察者模式

3、自定义 EventBus

在 Android 中我们常常使用 EventBus,它相当于是一个单例广播，我们来自定义一个简单的 EventBus 「不考虑线程切换」，其实它也是一种观察者模式「俗称发布、订阅模式」

自定义　EventBus 简单的 UML

代码这里不贴了，我已经上传到 github 上了，大家可以自行看看：https://github.com/githubchen001/DesignPattern/tree/master/app/src/main/java/designpattern/jun/com/designpattern/Observer/CustomEventBus

1、RecyclerView 中使用观察者模式

RecyclerView 中观察者模式简单的 UML

源码就不分析了「贴出代码估计又得一篇来说」，给出下面流程，大家自行看一下就明白了，动动手印象更深

从 setAdapter 开始看一下观察者流程

2、ViewTreeObserver

ViewTreeObserver 是用来监听视图树的观察者，如果视图树发生全局改变的时候就会收到通知

其中，被观察者是 ViewTree ，观察者是 ViewTreeObserver

抽取 ViewTreeObserver 部分代码讲解

这里说说 view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(xxx) 场景，其它的雷同

public final class ViewTreeObserver {
    ...
 public interface OnGlobalLayoutListener {
        public void onGlobalLayout();
 }

    ...
// 添加监听器
public void addOnGlobalLayoutListener(OnGlobalLayoutListener listener) {
        checkIsAlive();

        if (mOnGlobalLayoutListeners == null) {
            mOnGlobalLayoutListeners = new CopyOnWriteArray();
        }

        mOnGlobalLayoutListeners.add(listener);
    }
}

 ...
    // 分发事件相当于发送通知，即被观察者调用--View
  public final void dispatchOnGlobalLayout() {
        final CopyOnWriteArray listeners = mOnGlobalLayoutListeners;
        if (listeners != null && listeners.size() > 0) {
            CopyOnWriteArray.Access access = listeners.start();
            try {
                int count = access.size();
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    access.get(i).onGlobalLayout();
                }
            } finally {
                listeners.end();
            }
        }
    }

现在我们有了观察者 ViewTreeObserver ，观察者是 ViewTree 我们说了，主要问题的就是 dispatchOnGlobalLayout 谁调用了，只有触发了这个方法那么事件就回调回来了「这个方法肯定是被观察者调用了，系统调用的」，方法在 ViewRootImpl「关于 ViewRootImpl 可自行去查看，不在本篇的范围」 中体现出来了

看看 ViewRootImpl 的部分代码

public final class ViewRootImpl implements ViewParent,
        View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.DrawCallbacks {
 ...
 private void performTraversals(){
    ...
    // 执行测量
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    ...
    // 执行布局
    performLayout(lp, mWidth, mHeight);
    ...
        
    if (triggerGlobalLayoutListener) {
        mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = false;
        // 注意看这里，这里触发了 dispatchOnGlobalLayout 方法，系统调用
        mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnGlobalLayout();
    }
    ...
    // 执行绘制
    performDraw();
    ...
 }
 ...
}

看到了没，mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnGlobalLayout() 方法是在 ViewRootImpl 中调用了「即是 View 调用了，只要 View 树而已发生改变，就会调用」，是由系统调用的「View 的布局完成这后，就会调用」，并且还调用了自定义 View 的测量，布局，绘制方法。

使用场景：比如我们想在 Activity 的 onCreate() 方法中取得某个 View 的宽高，此时是取不到的，由于布局还没有完成加载之前取到的是 0 ,所以使用 view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(xxx) 里面就可以获取到 view 的宽高了,demo 代码如下

  view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(new OnGlobalLayoutListener() {
            @Override
            public void onGlobalLayout() {// 当layout执行结束后回调
                //使用完必须撤销监听（只测量一次），否则，会一直不停的不定时的测量，这比较耗性能
                view.getViewTreeObserver().removeOnGlobalLayoutListener(this);//Added in API level 16
                //view.getViewTreeObserver().removeGlobalOnLayoutListener(this);//废弃了
                int width = view.getMeasuredWidth();
                int width2 = view.getWidth();//和上面的值是一样的
            }
        });

3、ListView

ListView 中使用观察者模式和 RecyclerView 类似，大家可以扒扒这部分源码，这里就不说了

优点

1、解耦，被观察者只知道观察者列表「抽象接口」，被观察者不知道具体的观察者

2、被观察者发送通知，所有注册的观察者都会收到信息「可以实现广播机制」

缺点

1、如果观察者非常多的话，那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时

2、观察者知道被观察者发送通知了，但是观察者不知道所观察的对象具体是如何发生变化的

3、如果被观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环调用，会导致系统崩溃

到此为止，我们的观察者模式就说完了，一定要扒扒 Android 源码中相应的观察者模式，你会有一种恍然大悟的感觉，点赞是一美德

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公众号：TigerChain