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淺析JDKObserver設(shè)計(jì)模式

Java中JDK自帶的JDK Observer設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)范例，有助于我們?cè)谠O(shè)計(jì)模式的思維上有所突破。目前設(shè)計(jì)模式的介紹性文章越來(lái)越多，但設(shè)計(jì)模式的研究性文章仍然比較欠缺，這著實(shí)讓人覺(jué)得有點(diǎn)遺憾。本文旨在拋磚引玉。

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1.JDK Observer設(shè)計(jì)模式概要

JDK Observer設(shè)計(jì)模式在GOF里屬于行為設(shè)計(jì)模式。JDK里提供的observer設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)由java.util.Observable類(lèi)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(jì)模式中分別扮演的角色：Observer是觀察者角色，Observable是被觀察目標(biāo)(subject)角色。

Observable是一個(gè)封裝subject基本功能的類(lèi)，比如注冊(cè)observer（attach功能），注銷(xiāo)observer（detatch功能）等。這些功能是任何一個(gè)扮演observerable角色的類(lèi)都需要實(shí)現(xiàn)的，從這一點(diǎn)上來(lái)講，JDK里將這些通用功能專(zhuān)門(mén)封裝在一個(gè)類(lèi)里，顯得合情合理。通常情況下，我們的類(lèi)只要從Observerable類(lèi)派生就可以稱(chēng)為observerable角色類(lèi)，使用非常簡(jiǎn)單。

2.使用JDK Observer設(shè)計(jì)模式存在的困難

但我們不得不注意到，在項(xiàng)目實(shí)際開(kāi)發(fā)當(dāng)中，情況往往要復(fù)雜得多。java不支持多繼承特性在很多時(shí)候是阻礙我們使用JDK Observer設(shè)計(jì)模式的絆腳石。比如說(shuō)，我們?cè)O(shè)計(jì)的一個(gè)類(lèi)已經(jīng)是某個(gè)類(lèi)的派生類(lèi)，在這種情況下同時(shí)想讓它扮演Observerable角色將變得麻煩。如何實(shí)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(lèi)。

3.JDK Observable類(lèi)“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：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 　　//……省略…… 
    2. 
  
  
  
  2. 　　private　boolean　changed　=　false; 
    3. 
  
  
  
  3. 　　//……省略…… 
    4. 
  
  
  
  4. 　　public　void　notifyObservers(Object　arg)　{ 
    5. 
  
  
  
  5. 　　//……省略…… 
    6. 
  
  
  
  6. 　　　　Object[]　arrLocal; 
    7. 
  
  
  
  7. 　　　　synchronized　(this)　{ 
    8. 
  
  
  
  8. 　　　　　//……省略…… 
    9. 
  
  
  
  9. 　　　　　if　(!changed) 
    10. 
  
  
  
  10. 　　　　　　return; 
    11. 
  
  
  
  11. 　　　　　　arrLocal　=　obs.toArray(); 
    12. 
  
  
  
  12. 　　　　　　clearChanged(); 
    13. 
  
  
  
  13. 　　　　} 
    14. 
  
  
  
  14. 
  
  
  
  15. 　　//……省略…… 
    16. 
  
  
  
  16. 　　protected　synchronized　void　setChanged()　{ 
    17. 
  
  
  
  17. 　　　changed　=　true; 
    18. 
  
  
  
  18. 　　} 
    19. 
  
  
  
  19. 　 
    20. 
  
  
  
  20. 　　protected　synchronized　void　clearChanged()　{ 
    21. 
  
  
  
  21. 　　　changed　=　false; 
    22. 
  
  
  
  22. 　　}
    23.

正如粗的斜體標(biāo)注部分所示，在notifyObservers(Object　arg)　方法里if　(!changed) return;語(yǔ)句告訴我們，若changed屬性值為false，將直接返回，根本不會(huì)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(dòng)設(shè)置changed屬性為true，將不會(huì)有任何變化，也就是說(shuō)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(jì)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(guò)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(lèi)的分析

Observable#changed屬性的初始值為false，這很容易理解，不再詳細(xì)陳述。細(xì)心的讀者可能會(huì)注意到跟changed屬性有關(guān)的兩個(gè)方法setChanged()和clearChanged()，它們的修飾符都是protected。想強(qiáng)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(guò)定義Observable的對(duì)象，再設(shè)置changed屬性將變得不可能。從這個(gè)意義上說(shuō)，要想應(yīng)用observer設(shè)計(jì)模式，必須繼承Observable類(lèi)方可。關(guān)于這一點(diǎn)，下文還會(huì)提及。但是，為什么不能定義成public？這似乎難以理解。因?yàn)槎x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(gè)問(wèn)題，我們還是看一下Observable里的相關(guān)的代碼：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 　　//……省略…… 
    2. 
  
  
  
  2. 　　public　void　notifyObservers(Object　arg)　{ 
    3. 
  
  
  
  3. 　　//……省略…… 
    4. 
  
  
  
  4. 　　　for　(int　i　=　arrLocal.length-1;　i>=0;　i--) 
    5. 
  
  
  
  5. 　　　　((Observer)arrLocal[i]).update(this,　arg); 
    6. 
  
  
  
  6. 　　}
    7.

　　　　
這段代碼表達(dá)的意思是說(shuō)找出所有已注冊(cè)的Observer，再逐個(gè)進(jìn)行“通知”，通過(guò)調(diào)用Observer#update(Observable,Object)方法進(jìn)行通知。我們看到，update　第一個(gè)參數(shù)是this，我們同時(shí)還必須注意到，這段代碼是Observable類(lèi)里的代碼。這就相當(dāng)于是在一再?gòu)?qiáng)調(diào)，發(fā)出“通知”的，必須是observable自己（Observable類(lèi)或者其派生類(lèi)），其它任何類(lèi)都不行。這就意味著我們的observable類(lèi)繼承Observable類(lèi)是必要的，因?yàn)槿绻焕^承，而采用組合的話(huà)，將無(wú)法保證能傳遞好this。換句話(huà)說(shuō)，采用組合的方式使用Observable類(lèi)，將變得幾乎沒(méi)有任何意義。同時(shí)，修飾符定義為protected，可以確保是在Obsrvable里進(jìn)行觸發(fā)通知的，不會(huì)在其它任何地方進(jìn)行通知，這顯得內(nèi)斂性很強(qiáng)。如果將setChanged（）修飾符定義為public，將無(wú)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(jì)模式的硬性要求。由此我們可見(jiàn)一斑，jdk的很多理念的思想性是多么的強(qiáng)。

5.解決使用observer設(shè)計(jì)模式存在的困難

借助adapter設(shè)計(jì)模式（詳見(jiàn)本人發(fā)表的adapter設(shè)計(jì)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(wèn)題?；舅枷胧墙Y(jié)合繼承/實(shí)現(xiàn)和組合來(lái)達(dá)到效果。在上面的分析中，我們已經(jīng)知道，Observable類(lèi)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(lèi)裝扮成adapter角色，將該類(lèi)原繼承的類(lèi)裝扮成adaptee角色即可。示例代碼如下：

 
 
 
    
  
  
  
  1. 　　//欲充當(dāng)observable角色的類(lèi)的原來(lái)的代碼： 
    2. 
  
  
  
  2. 　　public　class　MyObject　extends　BaseObject　{ 
    3. 
  
  
  
  3. 　　　public　MyObject()　{ 
    4. 
  
  
  
  4. 　　　　public　void　method1(){} 
    5. 
  
  
  
  5. 　　　} 
    6. 
  
  
  
  6. 　　} 
    7. 
  
  
  
  7. 
  
  
  
  8. 　　//充當(dāng)observable角色后的代碼： 
    9. 
  
  
  
  9. 　　public　class　MyObject　extends　Observable　{ 
    10. 
  
  
  
  10. 　　　private　BaseObject　baseObject　=　null; 
    11. 
  
  
  
  11. 　　　　public　MyObject(BaseObject　baseObject)　{ 
    12. 
  
  
  
  12. 　　　　　this.baseObject　=　baseObject; 
    13. 
  
  
  
  13. 　　　　} 
    14. 
  
  
  
  14. 　　}
    15.

6.JDK Observer注意事項(xiàng)：

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(shí)可以考慮在BaseObject類(lèi)這些“瓶頸”地方盡量采用接口代替類(lèi)（包括抽象類(lèi)）來(lái)解決。

那么JDK Observer設(shè)計(jì)模式就介紹到這里，但是很多的設(shè)計(jì)模式的思路還是要舉一反三慢慢提高。


當(dāng)前文章：淺析JDKObserver設(shè)計(jì)模式
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