Учебное пособие по Наблюдателю с примерами Java

Шаблоны проектирования являются одним из наиболее ценных инструментов для разработчиков. Они иллюстрируют лучшие дизайнерские решения, с которыми сталкивались другие, и позволяют применять тот же принцип к вашим собственным проектам. Что еще более важно, знание шаблонов проектирования дает общий словарь для разработчиков программного обеспечения, чтобы использовать их при обсуждении своих проектов.

В этой серии статей я рассмотрю каждый шаблон и опишу, как он используется и где он применяется в реальном мире. Для начала я опишу один из наиболее часто используемых шаблонов проектирования — шаблон Observer. 

Refcard Designs Patterns
Для лучшего обзора самых популярных шаблонов дизайна, лучше всего начать с Refcard Designs Patterns от DZone .

Наблюдатель в реальном мире

Прежде чем мы углубимся в теорию и код, лежащий в основе Observer, давайте рассмотрим пример из реальной жизни, такой как RSS-каналы. Когда я хочу получать обновления из определенного канала, я добавляю его в программу чтения каналов. Каждый раз, когда RSS-лента обновляется, она автоматически появляется в моем ридере. Это паттерн «Наблюдатель в действии», отношение издатель / подписчик с одним источником, имеющим много подписчиков. 

Образец Наблюдателя

Из всех существующих шаблонов проектирования Observer, вероятно, уже использовался вами, даже если вы об этом не знали. Шаблон Observer является золотым стандартом в отделении — разделении объектов, которые зависят друг от друга.

Наблюдатель известен как поведенческий паттерн, так как он используется для формирования отношений между объектами во время выполнения. Определение, приведенное в оригинальной книге «Банды четырех» по шаблонам проектирования, гласит: 

Определите зависимость «один ко многим» между объектами, чтобы при изменении состояния одного объекта все его иждивенцы уведомлялись и обновлялись автоматически.

Давайте посмотрим на классическую диаграмму определения наблюдателя:

Идея, лежащая в основе шаблона, проста — один из нескольких наблюдателей интересуется состоянием субъекта и регистрирует свой интерес у субъекта, прикрепляя себя. Когда что-то меняется в нашей теме, что может заинтересовать наблюдателя, отправляется уведомление , которое вызывает метод обновления у каждого наблюдателя.
Когда Наблюдатель больше не интересуется состоянием Субъекта, он может просто отключиться . Следующая диаграмма последовательности иллюстрирует процесс регистрации и уведомления в действии.

Преимущества здесь совершенно очевидны. Чтобы передать данные наблюдателям, нашему субъекту не нужно знать, кому это нужно знать. Вместо этого все делается через общий интерфейс, а метод notify просто вызывает все объекты, которые зарегистрировали свой интерес. Это очень мощное разделение — это означает, что любой объект может просто реализовать интерфейс Observer и получать обновления от субъекта. 

Где бы я использовал этот шаблон?

В общем, вы хотите использовать этот шаблон для уменьшения связи. Если у вас есть объект, которому нужно поделиться своим состоянием с другими, не зная, кто эти объекты, Observer — именно то, что вам нужно.

Вы видели и, вероятно, использовали Observer много раз, если вы занимались программированием пользовательского интерфейса, особенно в Swing. Вся концепция слушателей основана на этом шаблоне. Слушатель событий является самым популярным, где вы регистрируете ActionListener в элементе управления UI, например, кнопке, и реагируете на события действия с помощью метода actionPerformed . В этом случае ActionListener — это Observer, а кнопка — ваш объект. Когда кнопка меняет состояние, вы можете реагировать, если хотите, в своем методе actionPerformed. 

Типичное использование шаблона в реальном мире вращается вокруг этого типа системы обработки событий. 

Так как это работает в Java?

В то время как некоторые шаблоны требуют, чтобы вы определяли интерфейсы, которые заставляют шаблон работать, Observer — это тот случай, когда Java уже сделала всю работу за вас в пакете java.util.

Небольшое отличие от классического определения заключается в том, что Observable используется вместо Subject и реализуется как класс, а интерфейс Observer остается тем же. Давайте посмотрим на реализацию шаблона с реальным примером. В нашем примере субъектом будет DataStore с классом Screen в качестве наблюдателя.

Во-первых, давайте сделаем наш класс DataStore видимым, расширив класс java.util.Observable . Это означает, что в нашем хранилище данных есть все методы и функциональные возможности, чтобы сделать его субъектом в соответствии с нашим шаблоном. 

import java.util.Observable;
public class DataStore extends Observable {
  private String data;
  public String getData() {
    return data;
  }
  public void setData(String data) {
    this.data = data;
    //mark the observable as changed
    setChanged();
  }
}

public class Screen implements Observer {
  @Overridepublic
  void update(Observable o, Object arg) {
    //act on the update
  }
}

Screen screen = new Screen();
DataStore dataStore = new DataStore();
//register observer
dataStore.addObserver(screen);

//send a notification
dataStore.notifyObservers();