观察者模式及在Android源码中的应用

2022-09-08 15:49:50 浏览数 (1)

观察者模式

观察者模式是一种行为类模式,它定义对象间一种一对多的依赖关系,使得每当一个对象改变状态,则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。

观察者模式是一个使用率非常高的模式,它最常用在GUI系统、订阅–发布系统。因为这个模式的一个重要作用就是解耦,将被观察者和观察者解耦,使得它们之间的依赖性更小,甚至做到毫无依赖。比如安卓的开源项目EventBus、Otto、AndroidEventBus等事件总线类的和RxJava响应式编程其核心都是使用观察者模式。

使用场景 - 关联行为场景,需要注意的是,关联行为是可拆分的,而不是“组合”关系。 - 事件多级触发场景。 - 跨系统的消息交换场景,如消息队列、事件总线的处理机制。

栗子 这里举一个追剧的例子,平常为了不错过最新的电视剧我们会订阅或关注这个电视剧,当电视剧更新后会第一时间推送给我们,下来就简单实现一下。

抽象观察者类

代码语言:javascript复制
/**
 *  抽象观察者类,为所有具体观察者定义一个接口,在得到通知时更新自己
 */
public interface Observer {
    /**
     *  有更新
     *  
     *  @param message 消息
     */
    public void update(String message);

}

抽象被观察者类

代码语言:javascript复制
/**
 * 抽象被观察者类
 */
public interface Observable {

    /**
     * 推送消息
     * 
     * @param message 内容
     */
    void push(String message);

    /**
     * 订阅
     * 
     * @param observer 订阅者
     */
    void register(Observer observer);
}

具体的观察者类

代码语言:javascript复制
/**
 * 具体的观察者类,也就是订阅者
 */
public class User implements Observer {
    // 订阅者的名字
    private String name;

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

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name   ","   message   "更新了!");

    }
}

具体的被观察者类

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/**
 *  具体的被观察者类,也就是订阅的节目
 */
public class Teleplay implements Observable{

    private List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();//储存订阅者

    @Override
    public void push(String message) {
        for(Observer observer:list){
            observer.update(message);
        }
    }

    @Override
    public void register(Observer observer) {
        list.add(observer);
    }

}

实现

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //被观察者,这里就是用户订阅的电视剧
        Teleplay teleplay = new Teleplay();
        //观察者,这里就是订阅用户
        User user1 = new User("小明");
        User user2 = new User("小光");
        User user3 = new User("小兰");
        //订阅
        teleplay.register(user1);
        teleplay.register(user2);
        teleplay.register(user3);
        //推送新消息
        teleplay.push("xxx电视剧");
    }
}

结果

代码语言:javascript复制
小明,xxx电视剧更新了!
小光,xxx电视剧更新了!
小兰,xxx电视剧更新了!

由上面的代码可以看出实现了一对多的消息推送,推送消息都是依赖Observer和Observable这些抽象类,而User和Teleplay完全没有耦合,保证了订阅系统的灵活性和可扩展性。

Android源码中的应用

在以前,我们最常用到的控件就是ListView了,而ListView最重要的一个点就是Adapter,在我们往ListView添加数据后,我们都会调用一个方法: notifyDataSetChanged(), 这个方法就是用到了我们所说的观察者模式。

跟进这个方法notifyDataSetChanged方法,这个方法定义在BaseAdapter中,代码如下:

代码语言:javascript复制
public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
    // 数据集观察者
    private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();

    // 代码省略

    public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
        mDataSetObservable.registerObserver(observer);
    }

    public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
        mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
    }

    /**
     * Notifies the attached observers that the underlying data has been changed
     * and any View reflecting the data set should refresh itself.
     * 当数据集用变化时通知所有观察者
     */
    public void notifyDataSetChanged() {
        mDataSetObservable.notifyChanged();
    }
}

可以发现,当数据发生变化时候,notifyDataSetChanged中会调用mDataSetObservable.notifyChanged()方法

代码语言:javascript复制
public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {
    /**
     * Invokes onChanged on each observer. Called when the data set being observed has
     * changed, and which when read contains the new state of the data.
     */
    public void notifyChanged() {
        synchronized(mObservers) {
            // 调用所有观察者的onChanged方式
            for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
                mObservers.get(i).onChanged();
            }
        }
    }

}

mDataSetObservable.notifyChanged()中遍历所有观察者,并且调用它们的onChanged方法。

那么这些观察者是从哪里来的呢?首先ListView通过setAdapter方法来设置Adapter

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    @Override
    public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
        // 如果已经有了一个adapter,那么先注销该Adapter对应的观察者
        if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
            mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
        }

        // 代码省略

        if (mHeaderViewInfos.size() > 0|| mFooterViewInfos.size() > 0) {
            mAdapter = wrapHeaderListAdapterInternal(mHeaderViewInfos, mFooterViewInfos, adapter);
        } else {
            mAdapter = adapter;
        }

        super.setAdapter(adapter);

        if (mAdapter != null) {
            mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();
            mOldItemCount = mItemCount;
            // 获取数据的数量
            mItemCount = mAdapter.getCount();
            checkFocus();
            // 注意这里 : 创建一个数据集观察者
            mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
            // 将这个观察者注册到Adapter中,实际上是注册到DataSetObservable中
            mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);

            // 代码省略
        } else {
            // 代码省略
        }

        requestLayout();
    }

在设置Adapter时会构建一个AdapterDataSetObserver,最后将这个观察者注册到adapter中,这样我们的被观察者、观察者都有了。

AdapterDataSetObserver定义在ListView的父类AbsListView中,代码如下 :

代码语言:javascript复制
 class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {
        @Override
        public void onChanged() {
            super.onChanged();
            if (mFastScroll != null) {
                mFastScroll.onSectionsChanged();
            }
        }

        @Override
        public void onInvalidated() {
            super.onInvalidated();
            if (mFastScroll != null) {
                mFastScroll.onSectionsChanged();
            }
        }
    }

从代码中可看出,它继承于AdapterView的内部类AdapterDataSetObserver,代码如下:

代码语言:javascript复制
class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {

        private Parcelable mInstanceState = null;
        // 调用Adapter的notifyDataSetChanged的时候会调用所有观察者的onChanged方法,核心实现就在这里
        @Override
        public void onChanged() {
            mDataChanged = true;
            mOldItemCount = mItemCount;
            // 获取Adapter中数据的数量
            mItemCount = getAdapter().getCount();

            // Detect the case where a cursor that was previously invalidated has
            // been repopulated with new data.
            if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
                    && mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
                AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
                mInstanceState = null;
            } else {
                rememberSyncState();
            }
            checkFocus();
            // 重新布局ListView、GridView等AdapterView组件
            requestLayout();
        }

        // 代码省略

        public void clearSavedState() {
            mInstanceState = null;
        }
    }

可见该类确实继承于观察者抽象类DataSetObserver。 当ListView的数据发生变化时,调用Adapter的notifyDataSetChanged函数,这个函数又会调用DataSetObservable的notifyChanged函数,这个函数会调用所有观察者 (AdapterDataSetObserver) 的onChanged方法。这就是一个观察者模式!

**总结:**AdapterView中有一个内部类AdapterDataSetObserver,在ListView设置Adapter时会构建一个AdapterDataSetObserver,并且注册到Adapter中,这个就是一个观察者。而Adapter中包含一个数据集可观察者DataSetObservable,在数据数量发生变更时开发者手动调用Adapter.notifyDataSetChanged,而notifyDataSetChanged实际上会调用DataSetObservable的notifyChanged函数,该函数会遍历所有观察者的onChanged函数。在AdapterDataSetObserver的onChanged函数中会获取Adapter中数据集的新数量,然后调用ListView的requestLayout()方法重新进行布局,更新用户界面。

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