五分钟学会观察者模式

介绍

观察者模式：多个观察者同时监听一个主题对象，当主题对象发生改变时，它的所有观察者都会收到通知。

例如微信公众号，当作者发文时，所有的订阅者都会收到。这样观察者模式就能实现广播，同时符合开闭原则，增加新的观察者不用改原有的代码。

观察者模式的UML图如下

Subject（主题）：定义了观察者集合，提供注册，删除，通知观察者的方法

ConcreteSubject（具体主题）

Observer（观察者）：定义了收到主题通知时所做的改变

ConcreteObserver（具体观察者）

手写观察者模式

以微信公众号为例写一个观察者模式

抽象主题

public interface MySubject {

    void registerObserver(MyObserver o);

    void removeObserver(MyObserver o);

    void notifyObserver();
}

抽象观察者

public interface MyObserver {
    void update(String authorName, String articleName);
}

具体主题

public class WeChatServer implements MySubject {

    private List<MyObserver> myObservers;
    private String authorName;
    private String articleName;

    public WeChatServer(String authorName) {
        myObservers = new ArrayList<>();
        this.authorName = authorName;
    }

    public void publishArticle(String articleName) {
        this.articleName = articleName;
        notifyObserver();
    }

    @Override
    public void registerObserver(MyObserver o) {
        myObservers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(MyObserver o) {
        if (myObservers.contains(o)) {
            myObservers.remove(o);
        }
    }

    @Override
    public void notifyObserver() {
        myObservers.forEach(item -> {
            item.update(authorName, articleName);
        });
    }
}

具体观察者

public class WeChatClient implements MyObserver {

    private String username;

    public WeChatClient(String username) {
        this.username = username;
    }

    @Override
    public void update(String authorName, String articleName) {
        System.out.println(username + ": " + authorName + " 发了一篇文章 " + articleName);
    }
}

测试类

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        WeChatServer weChatServer = new WeChatServer("Java识堂");
        WeChatClient user1 = new WeChatClient("张三");
        WeChatClient user2 = new WeChatClient("李四");
        weChatServer.registerObserver(user1);
        weChatServer.registerObserver(user2);
        weChatServer.publishArticle("《五分钟学会观察者模式》");
    }
}

输出为

张三: Java识堂 发了一篇文章 《五分钟学会观察者模式》
李四: Java识堂 发了一篇文章 《五分钟学会观察者模式》

观察者模式的应用

JDK提供了观察者模式接口

Java在java.util包中有对观察者模式进行支持，它定义了2个接口

抽象观察者

public interface Observer {
    void update(Observable o, Object arg);
}

抽象主题

public class Observable {
    private boolean changed = false;
    private Vector<Observer> obs;

    public Observable() {
        obs = new Vector<>();
    }

    public synchronized void addObserver(Observer o) {
        if (o == null)
            throw new NullPointerException();
        if (!obs.contains(o)) {
            obs.addElement(o);
        }
    }

    public synchronized void deleteObserver(Observer o) {
        obs.removeElement(o);
    }

    public void notifyObservers() {
        notifyObservers(null);
    }

    public void notifyObservers(Object arg) {
    
        Object[] arrLocal;

        synchronized (this) {
            if (!changed)
                return;
            arrLocal = obs.toArray();
            clearChanged();
        }

        for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
            ((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
    }

    public synchronized void deleteObservers() {
        obs.removeAllElements();
    }

    protected synchronized void setChanged() {
        changed = true;
    }

    protected synchronized void clearChanged() {
        changed = false;
    }

    public synchronized boolean hasChanged() {
        return changed;
    }

    public synchronized int countObservers() {
        return obs.size();
    }
}

和我们之前定义的很相似哈，只是多了一个change的开关字段，并且保证了线程安全

我们来把之前的例子改写一下，定义事件对象

@Data
@AllArgsConstructor
public class NewArticleEvent {

    private String authorName;
    private String articleName;
}

public class WeChatServer extends Observable {

    private String authorName;
    private String articleName;

    public WeChatServer(String authorName) {
        this.authorName = authorName;
    }

    public void publishArticle(String articleName) {
        setChanged();
        this.articleName = articleName;
        notifyObservers(new NewArticleEvent(authorName, articleName));
    }
}

public class WeChatClient implements Observer {

    private String username;

    public WeChatClient(String username) {
        this.username = username;
    }

    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        NewArticleEvent event = (NewArticleEvent) arg;
        System.out.println(username + ": " + event.getAuthorName() + " 发了一篇文章 " + event.getAuthorName());
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        WeChatServer weChatServer = new WeChatServer("Java识堂");
        WeChatClient user1 = new WeChatClient("张三");
        WeChatClient user2 = new WeChatClient("李四");
        weChatServer.addObserver(user1);
        weChatServer.addObserver(user2);
        weChatServer.publishArticle("《五分钟学会观察者模式》");
    }
}

输出和上面一样

在spring中自定义事件

Spring用观察者模式来实现事件监听，在spring中实现事件监听比较简单，还是把上面的例子改造一下

事件类型需要继承ApplicationEvent类

@Data
public class NewArticleEvent extends ApplicationEvent {

    private String authorName;
    private String articleName;

    public NewArticleEvent(Object source, String authorName, String articleName) {
        super(source);
        this.authorName = authorName;
        this.articleName = articleName;
    }

}

我们可以通过实现ApplicationListener接口或者使用@EventListener注解来实现事件监听

@Component
public class NewArticleEventListener implements ApplicationListener<NewArticleEvent> {

    @Override
    public void onApplicationEvent(NewArticleEvent event) {
        System.out.println(event.getAuthorName() + " 发了一篇文章 " + event.getArticleName());
    }
}

@Component
public class MyEventListener {

    @EventListener
    public void newArticleEventListener(NewArticleEvent event) {
        System.out.println(event.getAuthorName() + " 发了一篇文章 " + event.getArticleName());
    }
}

上面的例子用两种方式写了2个观察者，下面开始写测试类。上面的类都在com.javashitang.part6包下哈

@Configuration
@ComponentScan("com.javashitang.part6")
public class AppConfig {
}

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
    context.publishEvent(new NewArticleEvent(context, "Jva识堂", "《五分钟学会观察者模式》"));
    context.close();
  }
}

此时可以看到控制台输出

Jva识堂 发了一篇文章 《五分钟学会观察者模式》
Jva识堂 发了一篇文章 《五分钟学会观察者模式》

好了，到现在你已经会在spring中自定义事件了。spring中观察者模式的实现可能复杂一点，但基本思想就是上面提到的。

• ApplicationEvent是Spring的事件接口
• ApplicationListener是Spring的事件监听器接口，所有的监听器都实现该接口
• ApplicationEventPublisher是Spring的事件发布接口，ApplicationContext实现了该接口

spring提供了一些ApplicationEvent的实现类供我们使用

• ContextStartedEvent：ApplicationContext容器在初始化的时候发布的事件类型
• ContextClosedEvent：ApplicationContext容器在即将关闭的时候发布的事件类型
• ContextRefreshedEvent：ApplicationContext容器在初始化或者刷新的时候发布的事件类型

如果你想知道spring定义好的事件在项目中的应用。你可以看我之前的文章，看我们是如何利用注解+spring事件来实现策略模式的

项目中的if else太多了，该怎么重构？

自定义事件在spring-cloud-eureka中的应用

我们都知道eureka是一个注册中心，保存了服务名->具体的ip地址的关系，它是用
ConcurrentHashMap来保存这种映射关系的。既然是注册中心肯定涉及到服务的注册和取消，eureka在register（注册），cancel（取消），renew（续约）发生时，都会发布一个事件，如下代码所示

InstanceRegistry.java

private void handleRegistration(InstanceInfo info, int leaseDuration,
    boolean isReplication) {
  log("register " + info.getAppName() + ", vip " + info.getVIPAddress()
      + ", leaseDuration " + leaseDuration + ", isReplication "
      + isReplication);
  publishEvent(new EurekaInstanceRegisteredEvent(this, info, leaseDuration,
      isReplication));
}

如果你对服务信息比较感兴趣，如想对数据进行持久化，就可以监听这些事件，是不是可扩展性特别好？

参考博客

spring boot整体流程，有事件部分
[2]https://www.jianshu.com/p/83693d3d0a65
[3]https://blog.lqdev.cn/2018/11/06/springboot/chapter-thirty-two/