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大家好，我是悟空。

最近正在熱播的脫口秀大會(huì)，想必大家都看過(guò)了吧，那這次我來(lái)帶著大家來(lái)看下大會(huì)上的觀察者模式吧。

一、脫口秀

首先是脫口秀的角色劃分：

我們把脫口秀演員：當(dāng)做一個(gè)被被觀察者(Observable)。

4 位領(lǐng)笑員 + 180 位觀眾，當(dāng)做觀察者(Observer)。

領(lǐng)笑員的職責(zé)：當(dāng)脫口秀演員表現(xiàn)好時(shí)，拍燈，表示非常好笑。

觀眾的職責(zé)：當(dāng)脫口秀演員表現(xiàn)好時(shí)，拿起手中的遙控器，按下按鍵表示非常喜歡。

這種場(chǎng)景就非常符合觀察者模式了，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一批觀察者對(duì)要觀察的對(duì)象進(jìn)行觀察，對(duì)觀察對(duì)象進(jìn)行反應(yīng)。

說(shuō)完上面的例子，想必大家對(duì)觀察者模式已經(jīng)有了初步的印象了。

那我們?cè)賮?lái)看看在程序設(shè)計(jì)的世界中，觀察者模式是怎么樣的。

二、觀察者模式

GoF 設(shè)計(jì)模式那本書(shū)中講到：在對(duì)象之間定義一個(gè)一對(duì)多的依賴，當(dāng)一個(gè)對(duì)象狀態(tài)改變的時(shí)候，所有依賴的對(duì)象都會(huì)自動(dòng)收到通知，這就是觀察者模式。

觀察者模式有很多其他稱呼，比如發(fā)布訂閱，監(jiān)聽(tīng)回調(diào)等等，其實(shí)只要場(chǎng)景符合上面的描述，都可以叫做觀察者模式。

Java API 內(nèi)置了觀察者模式，非常方便使用。用法：java.util 包內(nèi)包含最基本的 Observer 接口(觀察者接口)和 Observable 類(被觀察者父類)。另外他們之間可以用推(push)或拉(pull)的方式傳送數(shù)據(jù)。

另外很重要的一點(diǎn)：被觀察者和觀察者之間的關(guān)系是一對(duì)多的。如上面的脫口秀的例子，觀眾是很多個(gè)，演員一次只有一個(gè)(或一個(gè)脫口秀組合)。

三、被觀察者怎么工作的?

只需要這個(gè)類繼承 Observable 類即可。我來(lái)帶著大家看下這個(gè) Observable 類的構(gòu)成。

添加觀察者

我們首先想一下，我們想要觀察別人的時(shí)候，是不是就需要被添加成別人的觀察者，那么就需要一個(gè)添加觀察者的方法，Observale 給我們提供了一個(gè)添加成為別人的觀察者的方法：addObserver。

存放觀察者

當(dāng)有很多想要成為觀察者的時(shí)候，是不是就得有個(gè)地方專門(mén)來(lái)存這些觀察者?

Observable 給我們提供了一個(gè)存放所有觀察者的地方：一個(gè) Vector 集合。

移除觀察者

當(dāng)我們不想被某個(gè)人觀察，是不是就移除掉就可以了。

Observable 給我們提供了一個(gè)移除觀察者的方法：deleteObserver。

被觀察者如何發(fā)出通知?

當(dāng)被觀察對(duì)象，想告訴觀察者，他的狀態(tài)已經(jīng)變了，是不是就要發(fā)個(gè)通知?

Observable 給我們提供了兩個(gè)方法：

notifyObservers() 或 notifyObservers(Object arg)。

區(qū)別就是一個(gè)帶參，一個(gè)不帶參。不帶參的方式常用在觀察者通過(guò) pull 的方式來(lái)獲取數(shù)據(jù)。

如下圖所示，通過(guò) push 的方式通知觀察者。

那么通知的具體細(xì)節(jié)是怎么樣的?

說(shuō)白了，就三步：

• 被觀察對(duì)象，先判斷自己狀態(tài)是否有改變。
• 從 vector 集合中獲取所有添加的觀察者。
• 循環(huán)遍歷觀察者，調(diào)用觀察者的 update 方法。

看下源碼更清晰，注釋都加上了。

public void notifyObservers(Object var1) { 
 Object[] var2; 
 synchronized(this) { 
        //當(dāng)調(diào)用 setChange() 方法后，this.changed = true 
        if (!this.changed) { 
                return; 
        } 
        // 獲取所有觀察者 
        var2 = this.obs.toArray(); 
        // 重置 change 狀態(tài) 
           this.clearChanged(); 
    } 
    // 循環(huán)遍歷通知觀察者 
    for(int var3 = var2.length - 1; var3 >= 0; --var3) { 
        ((Observer)var2[var3]).update(this, var1); 
    } 
} 

為什么要有 setChanged?

在被觀察者發(fā)送通知前，被觀察對(duì)象都會(huì)調(diào)用下 setChanged() 方法，標(biāo)記狀態(tài)已經(jīng)改變了。

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

那為什么需要調(diào)用下這個(gè)?不調(diào)用可以嗎?

當(dāng)被觀察對(duì)象調(diào)用 notifyObservers 方法中，會(huì)判斷狀態(tài)是否有改變，如果沒(méi)有改變，則不會(huì)通知觀察者。

這樣做的好處：可以在通知觀察者時(shí)有更多的彈性。如果不想持續(xù)不斷地通知觀察者，就可以適當(dāng)?shù)乜刂?setChanged 方法的調(diào)用。

其他：還可以用 clearChanged，重置 changed 狀態(tài)，hasChanged 方法獲取 changed 狀態(tài)。

四、觀察者如何工作的?

其實(shí)很簡(jiǎn)單，觀察者實(shí)現(xiàn)了 Observer 接口就可以成為觀察者。

public interface Observer { 
    void update(Observable var1, Object var2); 
} 

然后觀察者實(shí)現(xiàn)了 update 方法，就是給被觀察對(duì)象來(lái)調(diào)用的。

關(guān)于推模式和拉模式的小插曲：

如果想用推模式，調(diào)用帶參的 notifyObservers 方法把參數(shù)傳給觀察者就可以了，如果想用拉模式，就需要主動(dòng)調(diào)用被觀察者的 get 數(shù)據(jù)的方法，用帶參的或不帶參的方式通知觀察者都是可以的。

五、代碼實(shí)現(xiàn)

我們把領(lǐng)笑員定義為 Leader 類，觀眾定義成 Viewer 類，脫口秀演員定義為 Actor 類。

領(lǐng)笑員都在看演員表演脫口秀，需要成為演員的觀察者。調(diào)用 actor.addObserver(leader) 就可以了.

觀眾也是類似，調(diào)用 actor.addObserver(viewer) 就好了。

根據(jù)前面講解的原理，領(lǐng)笑員和觀眾必須繼承 observer 接口，然后實(shí)現(xiàn) update 方法。

如下所示：當(dāng)收到通知后，做出相應(yīng)反應(yīng)，比如拍燈。

演員的每次的梗說(shuō)完后，都會(huì)調(diào)用 setChanged() 方法，和 notifyObservers(參數(shù)) 來(lái)通知觀察者，然后所有觀察者的 update 方法都會(huì)被觸發(fā)。

來(lái)看下演員通知的代碼：

執(zhí)行結(jié)果如下，王勉的表現(xiàn)非常精彩，領(lǐng)笑員拍燈了!

源碼下載，在公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)：觀察者。

好了，觀察者模式還是挺有意思的。那在電商中如何應(yīng)用的呢?

六、關(guān)于設(shè)計(jì)模式

上面關(guān)于觀察者和被觀察者的工作原理有些坑，不知道大家注意到?jīng)]?

• 觀察者需要被添加到具體某個(gè)被觀察者的集合中，才能觀察，相當(dāng)于面向細(xì)節(jié)了，違背了面向抽象的原則。
• Observable 是一個(gè)類，而不是一個(gè)接口，而且 Observable 也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口，這個(gè)就違背了面向接口編程。
• 必須有一個(gè)類來(lái)繼承 Observable ，如果某個(gè)類相同時(shí)擁有 Observer 類的功能，又想擁有另外一個(gè)類的功能，那么就會(huì)陷入兩難，因?yàn)?Java 不支持多重繼承，限制了 Observable 的復(fù)用潛力。
• 另外 Observer API 中的 setChanged() 方法被保護(hù)起來(lái)了(被定義成 protected 方法)，那么除非繼承 Observable，否則無(wú)法創(chuàng)建 Observable 實(shí)例并組合到你自己的對(duì)象中。違反了“多用組合，少用繼承”的原則。

七、架構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題

問(wèn)題1：上面的觀察者模式都是同步阻塞的方式，被觀察者需要等待觀察者全部執(zhí)行完后，才會(huì)執(zhí)行后續(xù)代碼。怎么通過(guò)異步的方式來(lái)通知觀察者呢?

• 方案1：?jiǎn)?dòng)一個(gè)線程來(lái)調(diào)用 notifyObservers 方法。
• 方案2：Google Guava EventBus 框架的設(shè)計(jì)思想

問(wèn)題2：跨進(jìn)程怎么通信?

• 方案1：我們看到被觀察者每次都要調(diào)用觀察者的 update 方法來(lái)通知觀察者，所以跨進(jìn)程該怎么做?我們可以同步調(diào)用 RPC 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
• 方案2：消息隊(duì)列，可以有多個(gè)消費(fèi)者和生產(chǎn)者，消費(fèi)者訂閱消息，類似觀察者。但是引入了消息隊(duì)列，增加了維護(hù)成本。

問(wèn)題3：跨機(jī)器怎么通信?

• 還是引入消息隊(duì)列。

八、電商中應(yīng)用

商品庫(kù)存可以作為一個(gè)被觀察者，商品入庫(kù)單作為觀察者，當(dāng)商品庫(kù)存變了后，需要生成一個(gè)商品入庫(kù)單，就可以用觀察者模式，商品入庫(kù)單和商品庫(kù)存進(jìn)行解耦，如果后續(xù)還要生成其他類型的入庫(kù)單再加上發(fā)送一條消息給管理員，直接添加觀察者就可以了。

九、后記

本篇通過(guò)脫口秀大會(huì)來(lái)講解觀察者模式，涉及到了三種角色，領(lǐng)笑員，觀眾，脫口秀演員。

然后詳細(xì)講解了觀察者和被觀察者的工作原理，另外探討了這種模式有哪些設(shè)計(jì)模式相關(guān)的問(wèn)題。

然后從架構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)分析了觀察者模式引入的問(wèn)題：同步調(diào)用，跨進(jìn)程通信，跨機(jī)器通信。

最后簡(jiǎn)單講了下電商中的應(yīng)用場(chǎng)景，拋轉(zhuǎn)引玉，希望大家留言探討。

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