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JDKnbsp;Observer设计模式之研究
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| 2007-04-13 来源:www.javaresearch.org 作者:未知 |
目前设计模式的介绍性文章越来越多，但设计模式的研究性文章仍然比较欠缺，这着实让人觉得有点遗憾。本文旨在抛砖引玉，具体分析一下java中jdk自带的observer设计模式（下文如没特别指出，observer设计模式就意指java中jdk自带的observer设计模式）的实现。
1. Observer 设计模式概要
Observer设计模式在GOF里属于行为设计模式。JDK里提供的observer设计模式的实现由java.util.Observable类和java.util.Observer接口组成。从名字上可以清楚的看出两者在Observer 设计模式中分别扮演的角色：Observer是观察者角色，Observable是被观察目标(subject)角色。
Observable是一个封装subject基本功能的类，比如注册observer（attach功能），注销observer（detatch功能）等。这些功能是任何一个扮演observerable角色的类都需要实现的，从这一点上来讲，JDK里将这些通用功能专门封装在一个类里，显得合情合理。通常情况下，我们的类只要从Observerable类派生就可以称为observerable角色类，使用非常简单。
2. 使用observer设计模式存在的困难
但我们不得不注意到，在项目实际开发当中，情况往往要复杂得多。java不支持多继承特性在很多时候是阻碍我们使用observer设计模式的绊脚石。比如说，我们设计的一个类已经是某个类的派生类，在这种情况下同时想让它扮演observerable角色将变得麻烦。如何实现“多继承”的效果是摆在我们面前的一大难题。下面我们首先分析一下Observable类。
3. Observable类“触发通知”的原理
Observable必须“有变化”才能触发通知observer这一任务，这是它的本质体现。查看源码便可知一二。Observerable部分源码如下：
//……省略……
private boolean changed = false;
//……省略……
public void notifyObservers(Object arg) {
//……省略……
Object[] arrLocal;
synchronized (this) {
//……省略……
if (!changed)
return;
arrLocal = obs.toArray();
clearChanged();
}
//……省略……
protected synchronized void setChanged() {
changed = true;
}
protected synchronized void clearChanged() {
changed = false;
}
正如粗的斜体标注部分所示，在notifyObservers(Object arg) 方法里if (!changed)
return;语句告诉我们，若changed属性值为false，将直接返回，根本不会触发通知操作。并且我们注意到changed 属性被初始化为false，这将意味着如果我们不主动设置changed属性为true，将不会有任何变化，也就是说根本起不到“通知”作用。因此，设置changed属性的值是我们应用jdk observer 设计模式的关键所在。那么如何才能设置changed属性呢？从源码可以看出，唯一的入口是通过setChanged()。下面我们分析一下changed属性及相关的方法setChanged()和clearChanged()。
4. Observable类的分析
Observable#changed属性的初始值为false，这很容易理解，不再详细陈述。细心的读者可能会注意到跟changed属性有关的两个方法setChanged()和clearChanged()，它们的修饰符都是protected。想强调的是，是protected，而不是public。但这样是否有其必要性和合理性？答案是肯定的。在前面的分析中，我已经提到，setChanged()方法是设置changed的唯一入口，它的修饰符定义为protected，就意味着通过定义Observable的对象，再设置changed属性将变得不可能。从这个意义上说，要想应用observer设计模式，必须继承Observable类方可。关于这一点，下文还会提及。但是，为什么不能定义成public？这似乎难以理解。因为定义成public，我们不就可以很方便地设置changed属性的值吗？为了弄清楚这个问题，我们还是看一下Observable里的相关的代码：
//……省略……
public void notifyObservers(Object arg) {
//……省略……
for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
}
这段代码表达的意思是说找出所有已注册的Observer，再逐个进行“通知”，通过调用Observer#update(Observable,Object)方法进行通知。我们看到，update 第一个参数是this，我们同时还必须注意到，这段代码是Observable类里的代码。这就相当于是在一再强调，发出“通知”的，必须是observable自己（Observable类或者其派生类），其它任何类都不行。这就意味着我们的observable类继承Observable类是必要的，因为如果不继承，而采用组合的话，将无法保证能传递好this。换句话说，采用组合的方式使用Observable类，将变得几乎没有任何意义。同时，修饰符定义为protected，可以确保是在Obsrvable里进行触发通知的，不会在其它任何地方进行通知，这显得内敛性很强。如果将setChanged（）修饰符定义为public，将无法保证正确“传递this”的硬性要求，这不符合“只有observalbe才能直接或间接通知observer”这一observable设计模式的硬性要求。由此我们可见一斑，jdk的很多理念的思想性是多么的强。
5. 解决使用observer设计模式存在的困难
借助adapter设计模式（详见本人发表的adapter设计模式相关文章）和java支持多接口特性基本可以解决“多继承”问题。基本思想是结合继承/实现和组合来达到效果。在上面的分析中，我们已经知道，Observable类必须继承使用，不能组合使用，因此我们只需要将需扮演成observerable角色的类装扮成adapter角色，将该类原继承的类装扮成adaptee角色即可。示例代码如下：
//欲充当observable角色的类的原来的代码：
public class MyObject extends BaseObject {
public MyObject() {
public void method1(){}
}
}
//充当observable角色后的代码：
public class MyObject extends Observable {
private BaseObject baseObject = null;
public MyObject(BaseObject baseObject) {
this.baseObject = baseObject;
}
}
6. 注意事项：
如果上例中的BaseObject也用到需要传递“this”的方法，那么上面的组合使用方法将有可能失效。这种情况是最糟糕的情况。此时可以考虑在BaseObject类这些“瓶颈”地方尽量采用接口代替类（包括抽象类）来解决。
关于作者
原名 顾乃忠， 现为广州一IT公司的高级技术人员,2001年大学毕业。专注JAVA和C++相关技术的学习和研究。您可以通过 gunzh@126.com 与 gunzh(beyondsoul) 联系。
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