java q&a: 使用observer模式

a：我想在自己的java程序中使用observer模式。基于此，能否提供某些示例代码来演示如何去做？

q：正如面向对象编程有助于代码复用一样，设计模式可以促进设计复用。确实，设计模式可以让你复用那些正确的、成熟的设计。但近来，批评设计模式的声音越来越多。批评者指出，缺乏经验的开发者会很容易地掉进 "模式陷阱" 之中。

模式陷阱让缺乏经验的开发者迷失了方向。因而，他们在处理问题时不是去寻找可能存在的最好方案，而把最终目标集中在尽可能地实现更多的设计模式之上。在一些人看来，使用设计模式好象必然会带来良好的设计。按照这个逻辑，只要大量使用设计模式，就必然为你产生一个优秀的设计！然而现实中，这一观点却导致出许多毫无意义的设计--即使这个设计采用了多个设计模式。看来很遗憾，设计模式并不能保证良好的设计。

要想在设计中正确地运用一个设计模式，必须确保三个条件：

1. 弄清你的问题

2. 了解这个模式

3. 理解这个模式如何解决你的问题

首先，最重要的是条件1。如果不能完全地弄清你要解决的问题，何谈运用模式？

还要知道条件2：必须完全了解你想运用的模式。不了解它怎么能运用它？更重要的是，连一个模式做什么都不知道，又如何想到去用它？

最后一点，如果你不能清楚地说出模式将怎样解决你的问题（为什么这个模式合适），那还是放弃它。仅仅为了用模式本身而去用它，就会掉进模式陷阱之中。

我并不是在说提这个问题的读者也一定会掉进模式陷阱。但从提问的表达上来看，它很容易误导一些开发者去理解设计模式。我对这个提问的理解是，这位读者应该清楚自己需要解决的问题，也了解observer模式，他/她只是不知道如何用java来实现。

在给出一个java示例之前，为了有助于其他读者也能理解，先简要介绍一下observer模式。

简单来说，observer模式让一个对象（观察者，observer）去监视另一个对象（目标，subject）；它使得目标和观察者之间建立一种 "发布--订阅"（publish-subscribe ）的关系。通过observer模式，观察者可以向目标登记，表明自己要从目标接收事件。目标需要向观察者通知事件时，只是简单地将事件发给每一个观察者。

例如，有一个基于某种数据模型的电子表格。只要数据模型发生变化，电子表格就需要更新表格单元以及内嵌的图表。这个例子中，目标是数据模型，观察者是表格单元和图表。当观察者接收到数据模型已经变化的通知时，它们就更新自己。

observer模式的好处是：它解除了观察者和目标之间的耦合关系。目标不需要知道它的观察者的任何信息。相反，目标只是允许观察者订阅事件。当目标产生一个事件时，它简单地将事件传给每一个观察者。

看看下面的java示例：

public interface subject {
      public void addobserver( observer o );
      public void removeobserver( observer o );
}

上面的代码中，subject接口定义了两个方法（method），每个subject都必须实现它们，以使observer可以在subject中增加或删除自身。

public interface observer {
      public void update( subject o );
}

observer接口（如上）列出了一个方法（method），每个observer都必须实现它，以使subject可以发送更新消息给observer。

下面看看subject的一个简单的实现--integerdatabag：

import java.util.arraylist;
import java.util.iterator;

public class integerdatabag implements subject {

      private arraylist list = new arraylist();
      private arraylist observers = new arraylist();

      public void add( integer i ) {
            list.add( i );
            notifyobservers();
      }

      public iterator iterator() {
            return list.iterator();
      }

      public integer remove( int index ) {
            if( index < list.size() ) {
                  integer i = (integer) list.remove( index );
                  notifyobservers();
                  return i;
            }
            return null;
      }

      public void addobserver( observer o ) {
            observers.add( o );
      }

      public void removeobserver( observer o ) {
            observers.remove( o );
      }

      private void notifyobservers() {
            // loop through and notify each observer
            iterator i = observers.iterator();
            while( i.hasnext() ) {
                  observer o = ( observer ) i.next();
                  o.update( this );
            }
      }
}

integerdatabag适用于使用integer的场合。integerdatabag也允许observer增加和删除它们自身。

再看看两个observer的实现--integeradder和integerprinter：

import java.util.iterator;

public class integeradder implements observer {

      private integerdatabag bag;

      public integeradder( integerdatabag bag ) {
            this.bag = bag;              
            bag.addobserver( this );
      }

      public void update( subject o ) {
            if( o == bag ) {
                  system.out.println( "the contents of the integerdatabag have changed." );
                  int counter = 0;
                  iterator i = bag.iterator();
                  while( i.hasnext() ) {
                        integer integer = ( integer ) i.next();
                        counter+=integer.intvalue();
                  }
                  system.out.println( "the new sum of the integers is: " + counter );
            }
      }

}

import java.util.iterator;

public class integerprinter implements observer {

      private integerdatabag bag;

      public integerprinter( integerdatabag bag ) {
            this.bag = bag;              
            bag.addobserver( this );
      }

      public void update( subject o ) {
            if( o == bag ) {
                  system.out.println( "the contents of the integerdatabag have changed." );
                  system.out.println( "the new contents of the integerdatabag contains:" );
                  iterator i = bag.iterator();
                  while( i.hasnext() ) {
                        system.out.println( i.next() );
                  }
            }
      }

}

integeradder和integerprinter将自己作为观察者增加到integerdatabag。当integeradder接收到一条更新消息时，它先统计bag中的总数，然后显示结果。同样，当integerprinter接收到一条更新消息时，它打印出bag中的interger。

下面是一个简单的main()，它使用了上面的几个类：

public class driver {
      public static void main( string [] args ) {
            integer i1 = new integer( 1 ); integer i2 = new integer( 2 );
            integer i3 = new integer( 3 ); integer i4 = new integer( 4 );
            integer i5 = new integer( 5 ); integer i6 = new integer( 6 );
            integer i7 = new integer( 7 ); integer i8 = new integer( 8 );
            integer i9 = new integer( 9 );

            integerdatabag bag = new integerdatabag();
            bag.add( i1 ); bag.add( i2 ); bag.add( i3 ); bag.add( i4 );
            bag.add( i5 ); bag.add( i6 ); bag.add( i7 ); bag.add( i8 );

            integeradder adder = new integeradder( bag );
            integerprinter printer = new integerprinter( bag );

            // adder and printer add themselves to the bag

            system.out.println( "about to add another integer to the bag:" );
            bag.add( i9 );
            system.out.println("");
            system.out.println("about to remove an integer from the bag:");
            bag.remove( 0 );
      }
}

运行main，你将看到：

c:javaworldjava driver
about to add another integer to the bag:
the contents of the integerdatabag have changed.
the new sum of the intergers is: 45
the contents of the integerdatabag have changed.
the new contents of the integerdatabag contains:
1
2
3
4
5
6
7
8
9

about to remove an integer from the bag:
the contents of the integerdatabag have changed.
the new sum of the intergers is: 44
the contents of the integerdatabag have changed.
the new contents of the integerdatabag contains:
2
3
4
5
6
7
8
9

integerdatabag/integeradder/integerprinter是应用observer模式的一个很简单的例子。java本身有大量使用observer模式的例子：awt/swing事件模型，还有java.util.observer和java.util.observable接口等，都是很好的例子。