淺析JDK Observer設(shè)計模式
Java中JDK自帶的JDK Observer設(shè)計模式的實現(xiàn)是一個范例，有助于我們在設(shè)計模式的思維上有所突破。目前設(shè)計模式的介紹性文章越來越多，但設(shè)計模式的研究性文章仍然比較欠缺，這著實讓人覺得有點遺憾。本文旨在拋磚引玉。
1.JDK Observer設(shè)計模式概要
JDK Observer設(shè)計模式在GOF里屬于行為設(shè)計模式。JDK里提供的observer設(shè)計模式的實現(xiàn)由java.util.Observable類和java.util.Observer接口組成。從名字上可以清楚的看出兩者在Observer 設(shè)計模式中分別扮演的角色：Observer是觀察者角色，Observable是被觀察目標(subject)角色。
Observable是一個封裝subject基本功能的類，比如注冊observer（attach功能），注銷observer（detatch功能）等。這些功能是任何一個扮演observerable角色的類都需要實現(xiàn)的，從這一點上來講，JDK里將這些通用功能專門封裝在一個類里，顯得合情合理。通常情況下，我們的類只要從Observerable類派生就可以稱為observerable角色類，使用非常簡單。
2.使用JDK Observer設(shè)計模式存在的困難
但我們不得不注意到，在項目實際開發(fā)當中，情況往往要復雜得多。java不支持多繼承特性在很多時候是阻礙我們使用JDK Observer設(shè)計模式的絆腳石。比如說，我們設(shè)計的一個類已經(jīng)是某個類的派生類，在這種情況下同時想讓它扮演Observerable角色將變得麻煩。如何實現(xiàn)“多繼承”的效果是擺在我們面前的一大難題。下面我們首先分析一下Observable類。
3.JDK Observable類“觸發(fā)通知”的原理
Observable必須“有變化”才能觸發(fā)通知observer這一任務(wù)，這是它的本質(zhì)體現(xiàn)。查看源碼便可知一二。
Observerable部分源碼如下：
- //……省略……
- private boolean changed = false;
- //……省略……
- public void notifyObservers(Object arg) {
- //……省略……
- Object[] arrLocal;
- synchronized (this) {
- //……省略……
- if (!changed)
- return;
- arrLocal = obs.toArray();
- clearChanged();
- }
- //……省略……
- protected synchronized void setChanged() {
- changed = true;
- }
- protected synchronized void clearChanged() {
- changed = false;
- }
正如粗的斜體標注部分所示，在notifyObservers(Object arg) 方法里if (!changed) return;語句告訴我們，若changed屬性值為false，將直接返回，根本不會觸發(fā)通知操作。并且我們注意到changed 屬性被初始化為false，這將意味著如果我們不主動設(shè)置changed屬性為true，將不會有任何變化，也就是說根本起不到“通知”作用。因此，設(shè)置changed屬性的值是我們應(yīng)用jdk observer 設(shè)計模式的關(guān)鍵所在。那么如何才能設(shè)置changed屬性呢？從源碼可以看出，唯一的入口是通過setChanged()。下面我們分析一下changed屬性及相關(guān)的方法setChanged()和clearChanged()。
4.Observable類的分析
Observable#changed屬性的初始值為false，這很容易理解，不再詳細陳述。細心的讀者可能會注意到跟changed屬性有關(guān)的兩個方法setChanged()和clearChanged()，它們的修飾符都是protected。想強調(diào)的是，是protected，而不是public。但這樣是否有其必要性和合理性？答案是肯定的。在前面的分析中，我已經(jīng)提到，setChanged()方法是設(shè)置changed的唯一入口，它的修飾符定義為protected，就意味著通過定義Observable的對象，再設(shè)置changed屬性將變得不可能。從這個意義上說，要想應(yīng)用observer設(shè)計模式，必須繼承Observable類方可。關(guān)于這一點，下文還會提及。但是，為什么不能定義成public？這似乎難以理解。因為定義成public，我們不就可以很方便地設(shè)置changed屬性的值嗎？為了弄清楚這個問題，我們還是看一下Observable里的相關(guān)的代碼：
- //……省略……
- public void notifyObservers(Object arg) {
- //……省略……
- for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
- ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
- }
這段代碼表達的意思是說找出所有已注冊的Observer，再逐個進行“通知”，通過調(diào)用Observer#update(Observable,Object)方法進行通知。我們看到，update 第一個參數(shù)是this，我們同時還必須注意到，這段代碼是Observable類里的代碼。這就相當于是在一再強調(diào)，發(fā)出“通知”的，必須是observable自己（Observable類或者其派生類），其它任何類都不行。這就意味著我們的observable類繼承Observable類是必要的，因為如果不繼承，而采用組合的話，將無法保證能傳遞好this。換句話說，采用組合的方式使用Observable類，將變得幾乎沒有任何意義。同時，修飾符定義為protected，可以確保是在Obsrvable里進行觸發(fā)通知的，不會在其它任何地方進行通知，這顯得內(nèi)斂性很強。如果將setChanged（）修飾符定義為public，將無法保證正確“傳遞this”的硬性要求，這不符合“只有observalbe才能直接或間接通知observer”這一observable設(shè)計模式的硬性要求。由此我們可見一斑，jdk的很多理念的思想性是多么的強。
5.解決使用observer設(shè)計模式存在的困難
借助adapter設(shè)計模式（詳見本人發(fā)表的adapter設(shè)計模式相關(guān)文章）和java支持多接口特性基本可以解決“多繼承”問題。基本思想是結(jié)合繼承/實現(xiàn)和組合來達到效果。在上面的分析中，我們已經(jīng)知道，Observable類必須繼承使用，不能組合使用，因此我們只需要將需扮演成observerable角色的類裝扮成adapter角色，將該類原繼承的類裝扮成adaptee角色即可。示例代碼如下：
- //欲充當observable角色的類的原來的代碼：
- public class MyObject extends BaseObject {
- public MyObject() {
- public void method1(){}
- }
- }
- //充當observable角色后的代碼：
- public class MyObject extends Observable {
- private BaseObject baseObject = null;
- public MyObject(BaseObject baseObject) {
- this.baseObject = baseObject;
- }
- }
6.JDK Observer注意事項：
如果上例中的BaseObject也用到需要傳遞“this”的方法，那么上面的組合使用方法將有可能失效。這種情況是最糟糕的情況。此時可以考慮在BaseObject類這些“瓶頸”地方盡量采用接口代替類（包括抽象類）來解決。
那么JDK Observer設(shè)計模式就介紹到這里，但是很多的設(shè)計模式的思路還是要舉一反三慢慢提高。
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