图解Java设计模式之观察者模式

天气预报项目需求

1）气象站可以将每天测量到的湿度、温度、气压等等以公告的形式发布出去（比如发布到自己的网站或第三方）。
2）需要设计开放型API，便于其他第三方也能接入气象站获取数据。
3）提供温度、气压和湿度的接口。
4）测量数据更新时，要能实时的通知给第三方。

天气预报设计方案 1 - 普通方案

通过对气象站项目的分析，设计出一个WeatherData类

说明 ：
1）通过getXxx方法，可以让第三方接入，并得到相关信息。
2）当数据有更新时，气象站通过调用dataChange()去更新数据，当第三方再次获取时，就能得到最新数据，当然也可以推送。

CurrentConditions（当前的天气情况）
// 推送
可以理解成是我们气象局的网站

package com.example.demo.observer;

//显示当前天气情况(可以理解成是气象站自己的网站)
public class CurrentConditions {

// 温度，气压，湿度 
private float temperature; 
private float pressure; 
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature; 
this.pressure = pressure; 
this.humidity = humidity; display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***"); 
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***"); 
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}
package com.example.demo.observer;

public class WeatherData {

private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
private CurrentConditions currentConditions; //加入新的第三方
public WeatherData(CurrentConditions currentConditions) { 
this.currentConditions = currentConditions;
}
public float getTemperature() { return temperatrue;
}
public float getPressure() { return pressure;
}
public float getHumidity() { return humidity;
}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions 
dataChange();
}
}
package com.example.demo.observer;

public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建接入方 currentConditions
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
//创建 WeatherData 并将 接入方 currentConditions 传递到 WeatherData 中 
WeatherData weatherData = new WeatherData(currentConditions);
//更新天气情况 
weatherData.setData(30, 150, 40);
//天气情况变化 
System.out.println("============天气情况变化============="); 
weatherData.setData(40, 160, 20);
}
}

问题分析 ：
1）其他第三方接入气象站获取数据的问题
2）无法在运行时动态的添加第三方（新浪网站）
3）违反ocp原则 -》观察者模式
在WeatherData中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板对象，并加入到dataChange，不利于维护，也不是动态加入。
public void dataChange() {
currentConditions.update(getTemperature(),getPressure(),getHumidity());
}

观察者模式（Observer）原理

观察者模式类似订牛奶业务
1）奶站/气象局 ：Subject
2）用户/第三方网站 ：Observer
Subject ：登记注册、移除和通知

1）registerObserver 注册
2）removeObserver 移除
3）notifyObservers() 通知所有的注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实时推送，看具体需求定。
Observer ：接收输入
观察者模式 ：对象之间多对一依赖的一种设计方案，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为Observer，Subject通知Observer变化，比如这里的奶站是Subject，是1的一方。用户是Observer，是多的一方。

观察者模式解决天气预报需求

package com.example.demo.observer.improve;

/**
 * 观察者接口，有观察者来实现
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public interface Observer {

public void update(float temperatrue, float pressure, float humidity);

}
package com.example.demo.observer.improve;

public interface Subject {

public void registerObserver(Observer observer);

public void removeObserver(Observer observer);

public void notifyObservers();

}
package com.example.demo.observer.improve;

//显示当前天气情况(可以理解成是气象站自己的网站)
public class CurrentConditions implements Observer{

// 温度，气压，湿度 
private float temperature; 
private float pressure; 
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature; 
this.pressure = pressure; 
this.humidity = humidity; display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***Today mTemperature: " + temperature + "***"); 
System.out.println("***Today mPressure: " + pressure + "***"); 
System.out.println("***Today mHumidity: " + humidity + "***");
}
}
package com.example.demo.observer.improve;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 类是核心
 * 1. 包含最新的天气情况信息
 * 2. 含有 观察者集合，使用ArrayList管理
 * 3. 当数据有更新时，就主动的调用 ArrayList，通知所有的（接入方）就看到最新的信息。
 * @author zhaozhaohai
 *
 */
public class WeatherData implements Subject{

private float temperatrue;
private float pressure;
private float humidity;
private List<Observer> observers;
public WeatherData() { 
this.observers = new ArrayList<Observer>();
}
public float getTemperature() { return temperatrue;
}
public float getPressure() { return pressure;
}
public float getHumidity() { return humidity;
}
public void dataChange() {
//调用 接入方的 update
//currentConditions.update(getTemperature(), getPressure(), getHumidity());
notifyObservers();
}
//当数据有更新时，就调用 setData
public void setData(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperatrue = temperature;
this.pressure = pressure;
this.humidity = humidity;
//调用 dataChange， 将最新的信息 推送给 接入方 currentConditions 
dataChange();
}
/**
 * 注册一个观察者
 */
@Override
public void registerObserver(Observer observer) {
// TODO Auto-generated method stub
observers.add(observer);
}

/**
 * 移除一个观察者
 */
@Override
public void removeObserver(Observer observer) {
// TODO Auto-generated method stub
observers.remove(observer);
}

/**
 * 遍历所有的观察者，并通知
 */
@Override
public void notifyObservers() {
// TODO Auto-generated method stub
observers.stream().forEach(item -> {
item.update(temperatrue, pressure, humidity);
});
}
}
package com.example.demo.observer.improve;

public class BaiduSite implements Observer {

// 温度，气压，湿度 
private float temperature; 
private float pressure; 
private float humidity;
//更新 天气情况，是由 WeatherData 来调用，我使用推送模式 
public void update(float temperature, float pressure, float humidity) {
this.temperature = temperature; 
this.pressure = pressure; 
this.humidity = humidity; 
display();
}
//显示
public void display() {
System.out.println("***百度网站 气温: " + temperature + "***"); 
System.out.println("***百度网站 气压: " + pressure + "***"); 
System.out.println("***百度网站 湿度: " + humidity + "***");
}

}
package com.example.demo.observer.improve;

public class Client {

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
// 创建一个WeatherData
WeatherData weatherData = new WeatherData();
// 创建观察者
CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions();
BaiduSite baiduSite = new BaiduSite();
// 注册到weatherData
weatherData.registerObserver(currentConditions);
weatherData.registerObserver(baiduSite);
// 测试
System.out.println(" 通知各个注册的观察者，看看信息 ");
weatherData.setData(10f, 11f, 12f);
}

}

观察者模式的好处 ：
1）观察者模式设计后，会以集合的方式来管理用户（Observer），包括注册、移除和通知。
2）这样，我们增加观察者（可以理解为一个新的公告板），就不需要去修改核心类WeatherData不会修改代码，遵守类ocp原则。

观察者模式在JDK应用的源码分析

模式角色分析 ：
1）Observable 的作用和地位等价于，前面的Subject
2）Observable 是类，不是接口，类中已经实现类核心的方法，即管理Observer的方法 add… delete… notify…
3）Observer 的作用和地位等价于前面的 Observer的update
4）Observable 和 Observer 的使用方法一样，只是Observable是类，通过继承来实现观察者模式