Поиск по сайту:

Шаблон проектирования наблюдателя в Java


Паттерн наблюдателя — это один из паттернов поведенческого проектирования. Шаблон проектирования Observer полезен, когда вас интересует состояние объекта и вы хотите получать уведомления о любых изменениях. В шаблоне наблюдателя объект, который наблюдает за состоянием другого объекта, называется наблюдателем, а объект, за которым наблюдают, называется субъектом.

Шаблон проектирования наблюдателя

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

Субъект содержит список наблюдателей для уведомления о любых изменениях в его состоянии, поэтому он должен предоставлять методы, с помощью которых наблюдатели могут регистрироваться и отменять регистрацию. Субъект также содержит метод для уведомления всех наблюдателей о любых изменениях, и либо он может отправить обновление, уведомляя наблюдателя, либо может предоставить другой метод для получения обновления. У наблюдателя должен быть метод для установки объекта для наблюдения и другой метод, который будет использоваться субъектом для уведомления о любых обновлениях. Java предоставляет встроенную платформу для реализации шаблона Observer через класс java.util.Observable и интерфейс java.util.Observer. Однако он широко не используется, потому что реализация очень проста, и в большинстве случаев мы не хотим в конечном итоге расширять класс только для реализации шаблона Observer, поскольку Java не обеспечивает множественное наследование в классах. Служба сообщений Java (JMS) использует шаблон проектирования Observer вместе с шаблоном Mediator, чтобы позволить приложениям подписываться и публиковать данные в других приложениях. Фреймворки Модель-Представление-Контроллер (MVC) также используют шаблон Наблюдатель, где Модель — это Субъект, а Представления — это наблюдатели, которые могут регистрироваться для получения уведомлений о любых изменениях в модели.

Пример шаблона наблюдателя на Java

Для нашего примера Java-программы шаблона наблюдателя мы реализуем простую тему, и наблюдатели могут зарегистрироваться в этой теме. Всякий раз, когда какое-либо новое сообщение будет опубликовано в теме, все наблюдатели за регистрами будут уведомлены, и они смогут использовать это сообщение. Основываясь на требованиях субъекта, вот базовый интерфейс субъекта, который определяет методы контракта, которые должны быть реализованы любым конкретным субъектом.

package com.journaldev.design.observer;

public interface Subject {

	//methods to register and unregister observers
	public void register(Observer obj);
	public void unregister(Observer obj);
	
	//method to notify observers of change
	public void notifyObservers();
	
	//method to get updates from subject
	public Object getUpdate(Observer obj);
	
}

Далее мы создадим контракт для наблюдателя, будет метод для присоединения субъекта к наблюдателю и еще один метод, который субъект будет использовать для уведомления о любых изменениях.

package com.journaldev.design.observer;

public interface Observer {
	
	//method to update the observer, used by subject
	public void update();
	
	//attach with subject to observe
	public void setSubject(Subject sub);
}

Теперь наш контракт готов, приступим к конкретной реализации нашей темы.

package com.journaldev.design.observer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MyTopic implements Subject {

	private List<Observer> observers;
	private String message;
	private boolean changed;
	private final Object MUTEX= new Object();
	
	public MyTopic(){
		this.observers=new ArrayList<>();
	}
	@Override
	public void register(Observer obj) {
		if(obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");
		synchronized (MUTEX) {
		if(!observers.contains(obj)) observers.add(obj);
		}
	}

	@Override
	public void unregister(Observer obj) {
		synchronized (MUTEX) {
		observers.remove(obj);
		}
	}

	@Override
	public void notifyObservers() {
		List<Observer> observersLocal = null;
		//synchronization is used to make sure any observer registered after message is received is not notified
		synchronized (MUTEX) {
			if (!changed)
				return;
			observersLocal = new ArrayList<>(this.observers);
			this.changed=false;
		}
		for (Observer obj : observersLocal) {
			obj.update();
		}

	}

	@Override
	public Object getUpdate(Observer obj) {
		return this.message;
	}
	
	//method to post message to the topic
	public void postMessage(String msg){
		System.out.println("Message Posted to Topic:"+msg);
		this.message=msg;
		this.changed=true;
		notifyObservers();
	}

}

Реализация метода для регистрации и отмены регистрации наблюдателя очень проста. Дополнительным методом является postMessage(), который будет использоваться клиентским приложением для отправки сообщения String в тему. Обратите внимание на логическую переменную, которая отслеживает изменение состояния темы и используется для уведомления наблюдателей. Эта переменная необходима для того, чтобы если обновления не было и кто-то вызывает метод notifyObservers(), он не отправлял наблюдателям ложные уведомления. Также обратите внимание на использование синхронизации в методе notifyObservers(), чтобы убедиться, что уведомление отправляется только наблюдателям, зарегистрированным до публикации сообщения в теме. Вот реализация наблюдателей, которые будут следить за субъектом.

package com.journaldev.design.observer;

public class MyTopicSubscriber implements Observer {
	
	private String name;
	private Subject topic;
	
	public MyTopicSubscriber(String nm){
		this.name=nm;
	}
	@Override
	public void update() {
		String msg = (String) topic.getUpdate(this);
		if(msg == null){
			System.out.println(name+":: No new message");
		}else
		System.out.println(name+":: Consuming message::"+msg);
	}

	@Override
	public void setSubject(Subject sub) {
		this.topic=sub;
	}

}

Обратите внимание на реализацию метода update(), где он вызывает метод Subject getUpdate(), чтобы получить сообщение для потребления. Мы могли бы избежать этого вызова, передав сообщение в качестве аргумента методу update(). Вот простая тестовая программа для реализации нашей темы.

package com.journaldev.design.observer;

public class ObserverPatternTest {

	public static void main(String[] args) {
		//create subject
		MyTopic topic = new MyTopic();
		
		//create observers
		Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");
		Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");
		Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");
		
		//register observers to the subject
		topic.register(obj1);
		topic.register(obj2);
		topic.register(obj3);
		
		//attach observer to subject
		obj1.setSubject(topic);
		obj2.setSubject(topic);
		obj3.setSubject(topic);
		
		//check if any update is available
		obj1.update();
		
		//now send message to subject
		topic.postMessage("New Message");
	}

}

Когда мы запускаем вышеуказанную программу, мы получаем следующий вывод.

Obj1:: No new message
Message Posted to Topic:New Message
Obj1:: Consuming message::New Message
Obj2:: Consuming message::New Message
Obj3:: Consuming message::New Message

Диаграмма класса шаблона Java Observer

  • java.util.EventListener в Swing
  • javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
  • javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener

Это все, что касается шаблона проектирования Observer в java, надеюсь, вам понравилось. Поделитесь своей любовью с комментариями и поделившись ею с другими.