Observable设计模式简介-设计模式 uml

译者 | 蔡柱梁

策划 | 言征

Observable设计模式存在于许多Java API和响应式编程中。下面介绍Java中永恒的Observable模式。

Observable设计模式用于许多重要的Java API。一个众所周知的示例是使用ActionListenerAPI执行操作的JButton。在这个例子中，我们ActionListener在按钮上进行了监听或观察。单击按钮时，ActionListener将执行操作。

Observable模式也用于响应式编程。在反应式应用程序中使用观察者是有道理的，因为反应式的本质是反应：当另一个进程发生时，事情就会发生。

Observable是一种行为设计模式。它的功能是在事件发生时执行一个动作。两个常见的例子是按钮点击和通知，但这种模式还有更多用途。

一、Observable模式的一个例子

在Observable模式中，一个对象在执行操作时通知另一个对象。为了理解该模式的价值，让我们想象一个需要单击按钮并且没有通知另一个对象的场景，如图1所示。

请注意，ActionCheck必须每秒检查一次按钮。现在，想象一下，如果我们每秒对该按钮进行多次操作检查。您能想象这会对您的应用程序性能产生什么影响吗？

让Do Something按钮通知ActionCheck.这样，ActionCheck逻辑就不需要每秒轮询Do Something按钮。

二、Observable设计模式的元素

在下图中，请注意观察者模式的基础是Observer接口（即观察的对象）和Subject（被观察的对象）。类NewsletterimplementsSubject和Subscriberimplements Observer。最后，SendEmailMain执行Observable设计模式。

三、代码中的Observable模式

Subject接口，也称为Observableor Publisher，是Observable设计模式的基础。基本上，它存储观察者并在观察到的动作发生时立即通知他们。看一下Subject界面。

public interface Subject {

   void addSubscriber(Observer observer);
   void removeSubscriber(Observer observer);
   void notifySubscribers();

}

1.观察者界面

接口（Observer有时也称为Subscriber）由订阅者实现，它试图观察是否已执行操作：

public interface Observer {

   public void update(String email);

}

2.行动中可观察

让我们用一个时事通讯的例子来实现这个Subject接口。在下面的代码中，我们存储我们的观察者（在本例中为时事通讯订阅者），并且当他们的电子邮件被添加到订阅时，每个订阅者都会收到通知。

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

public class Newsletter implements Subject {

   protected List<Observer> observers = new ArrayList<>();
   protected String name;
   protected String newEmail;

   public Newsletter(String name) {
       this.name = name;
   }

   public void addNewEmail(String newEmail) {
       this.newEmail = newEmail;
       notifySubscribers();
   }

@Override

public void addSubscriber(Observer observer) {
       observers.add(observer);
   }

@Override

public void removeSubscriber(Observer observer) {
       observers.remove(observer);
   }

@Override

public void notifySubscribers() {
       observers.forEach(observer -> observer.update(newEmail));
   }
}

3.订阅者

Subscriber类表示订阅电子邮件时事通讯的用户。此类实现了Observer接口。它是我们将观察的对象，以便我们知道是否发生了事件。

class Subscriber implements Observer {

 private String name;

 public Subscriber(String name) {
   this.name = name;
 }

@Override

public void update(String newEmail) {
   System.out.println("Email for: " + name + " | Content:" + newEmail);
 }

}

4.发送邮件主

现在我们有了使Observable模式有效工作的主类。首先，我们将创建Newsletter对象。然后，我们将添加和删除订阅者。最后，我们将添加一封电子邮件并通知订阅者他们的状态。

public class SendEmailMain {

 public static void main(String[] args) {
   Newsletter newsLetter = new Newsletter("Java Challengers");

   Observer duke = new Subscriber("Duke");
   Observer juggy = new Subscriber("Juggy");
   Observer dock = new Subscriber("Moby Dock");

   newsLetter.addSubscriber(duke);
   newsLetter.addNewEmail("Lambda Java Challenge");
   newsLetter.removeSubscriber(duke);

   newsLetter.addSubscriber(juggy);
   newsLetter.addSubscriber(dock);
   newsLetter.addNewEmail("Virtual Threads Java Challenge");
 }

}

这是我们代码的输出：

Email for: Duke | Content:Lambda Java Challenge
Email for: Juggy | Content:Virtual Threads Java Challenge
Email for: Moby Dock | Content:Virtual Threads Java Challenge

五、何时使用Observable模式

当一个动作发生并且需要通知多个对象时，最好使用Observable模式而不是Object多次检查状态。想象一下，有 200多个对象需要接收通知；在这种情况下，您必须将200乘以检查发生的次数。

通过使用Observable模式，通知只会对所有订阅者发生一次。这是一个巨大的性能提升，也是一种有效的代码优化。此代码可以轻松扩展或更改。

反应式编程范式到处都使用Observable模式。如果您曾经使用过Angular，那么您就会知道使用Observable组件非常普遍。响应式组件经常被其他事件和逻辑观察到，当满足特定条件时，组件将执行一些动作。

六、结论

以下是关于Observable设计模式，需要记住的要点：

Observable使用开闭SOLID原则。这意味着我们可以扩展addSubscriber和removeSubscriber方法而无需更改方法名。原因是它接收的是Subject接口而不是直接实现。

Observer界面观察发生在Subject。

Subject也被称为可观察对象，因为它是一个将被观察的主题。它也可以称为发布器，因为它发布事件。

Observer也被称为订阅者，因为它订阅了主题/发布者。操作发生时通知观察者。

如果我们不使用Observable设计模式，订阅者将不得不不断轮询以了解是否发生了事件，这可能会对应用程序性能造成严重影响。Observable是一个更有效的解决方案。

原文链接：https://www.infoworld.com/article/3682139/intro-to-the-observable-design-pattern.html

译者介绍

蔡柱梁，51CTO社区编辑，从事Java后端开发8年，做过传统项目广电BOSS系统，后投身互联网电商，负责过订单，TMS，中间件等。