本文为 Android 设计模式源码解析 中 观察者模式 分析
Android系统版本： 2.3
分析者：Mr.Simple，分析状态：未完成，校对者：Mr.Simple，校对状态：未开始
定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。
- 关联行为场景。需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系；
- 事件多级触发场景；
- 跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。
-
抽象主题 (Subject) 角色
抽象主题角色把所有观察者对象的引用保存在一个聚集（比如ArrayList对象）里，每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。 -
具体主题 (ConcreteSubject) 角色
将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。 -
抽象观察者 (Observer) 角色
为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己，这个接口叫做更新接口。 -
具体观察者 (ConcreteObserver) 角色
存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态 像协调。如果需要，具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用。
AndroidWeekly是一个每周都会发布关于Android新技术、开源库、招聘信息等内容的网站，在这里我们可以看到最新的技术，最牛X的工程师，经常逛逛这类网站不仅能够开阔我们的眼界，也能让我们接触到最前言的科技信息。这其实就是一个RSS系统，用户订阅Android Weekly的文章，每当有更新的时候将新的内容推送给订阅用户。这不就是观察者模式吗？观察者模式的另一个名字叫做发布-订阅模式，下图就是我订阅AndroidWeekly之后他们发来的确认邮件。下面让我们来简单模拟一下AndroidWeekly的发布过程吧！
/**
* 程序员是观察者
*
* @author mrsimple
*/
public class Coder implements Observer {
public String name ;
public Coder(String aName) {
name = aName ;
}
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
System.out.println( "Hi, " + name + ", AndroidWeekly更新啦, 内容 : " + arg);
}
@Override
public String toString() {
return "码农 : " + name;
}
}
/**
* AndroidWeekly这个网站是被观察者,它有更新所有的观察者 (这里是程序员) 都会接到相应的通知.
*
* @author mrsimple
*/
public class AndroidWeekly extends Observable {
public void postNewPublication(String content) {
// 标识状态或者内容发生改变
setChanged();
// 通知所有观察者
notifyObservers(content);
}
}
// 测试代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 被观察的角色
AndroidWeekly androidWeekly = new AndroidWeekly();
// 观察者
Coder mrsimple = new Coder("mr.simple");
Coder coder1 = new Coder("coder-1");
Coder coder2 = new Coder("coder-2");
Coder coder3 = new Coder("coder-3");
// 将观察者注册到可观察对象的观察者列表中
androidWeekly.addObserver(mrsimple);
androidWeekly.addObserver(coder1);
androidWeekly.addObserver(coder2);
androidWeekly.addObserver(coder3);
// 发布消息
androidWeekly.postNewPublication("新的一期AndroidWeekly来啦!");
}
}输出结果:
Hi, coder-3, AndroidWeekly更新啦, 内容 : 新的一期AndroidWeekly来啦!
Hi, coder-2, AndroidWeekly更新啦, 内容 : 新的一期AndroidWeekly来啦!
Hi, coder-1, AndroidWeekly更新啦, 内容 : 新的一期AndroidWeekly来啦!
Hi, mr.simple, AndroidWeekly更新啦, 内容 : 新的一期AndroidWeekly来啦!
可以看到所有订阅了AndroidWeekly的用户都受到了更新消息，一对多的订阅-发布系统这么简单就完成了。
这里Observer是抽象的观察者角色，Coder扮演的是具体观察者的角色；Observable对应的是抽象主题角色，AndroidWeekly则是具体的主题角色。Coder是具体的观察者，他们订阅了AndroidWeekly这个具体的可观察对象，当AndroidWeekly有更新时，会遍历所有观察者 ( 这里是Coder码农 )，然后给这些观察者发布一个更新的消息，即调用Coder中的update方法，这样就达到了1对多的通知功能。Observer和Observable都已经内置在jdk中，可见观察者模式在java中的重要性。
ListView是Android中最重要的控件，没有之一。而ListView最重要的一个点就是Adapter，在Android设计模式源码解析之适配器(Adapter)模式中我们分析了Adapter模式，在我们往ListView添加数据后，我们都会调用一个方法: notifyDataSetChanged(), 这是为什么呢？ 今天我们就来揭开它的神秘面纱。
第一步我们就跟进这个方法notifyDataSetChanged方法，这个方法定义在BaseAdapter中，代码如下:
public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
// 数据集观察者
private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
// 代码省略
public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.registerObserver(observer);
}
public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
}
/**
* Notifies the attached observers that the underlying data has been changed
* and any View reflecting the data set should refresh itself.
* 当数据集用变化时通知所有观察者
*/
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}
}我们一看BaseAdapter上述代码，大体有了这么一个了解，原来BaseAdapter是一个观察者模式！
那么BaseAdapter是如何运作的？ 这些观察者又是什么呢？我们一步一步来分析。
我们先跟到mDataSetObservable.notifyChanged()函数中看看。
/**
* A specialization of Observable for DataSetObserver that provides methods for
* invoking the various callback methods of DataSetObserver.
*/
public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {
/**
* Invokes onChanged on each observer. Called when the data set being observed has
* changed, and which when read contains the new state of the data.
*/
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
// 调用所有观察者的onChanged方式
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}
// 代码省略
}恩，代码很简单，就是在mDataSetObservable.notifyChanged()中遍历所有观察者，并且调用它们的onChanged方法。
那么这些观察者是从哪里来的呢？首先ListView通过setAdapter方法来设置Adapter,我们看看相关代码。
@Override
public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
// 如果已经有了一个adapter,那么先注销该Adapter对应的观察者
if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
}
// 代码省略
super.setAdapter(adapter);
if (mAdapter != null) {
mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();
mOldItemCount = mItemCount;
// 获取数据的数量
mItemCount = mAdapter.getCount();
checkFocus();
// 注意这里 : 创建一个一个数据集观察者
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
// 将这个观察者注册到Adapter中，实际上是注册到DataSetObservable中
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);
// 代码省略
} else {
// 代码省略
}
requestLayout();
}可以看到在设置Adapter时会构建一个AdapterDataSetObserver，这不就是我们上面所说的观察者么，最后将这个观察者注册到adapter中，这样我们的被观察者、观察者都有了。一般来说我们的数据集会放到Adapter中，例如 :
public abstract class UserAdapter extends BaseAdapter {
// 数据集
protected List<String> mDataSet = new LinkedList<String>();
protected Context mContext = null;
public CommonAdapter(Context context, List<String> dataSet) {
this.mDataSet = dataSet;
this.mContext = context;
}
}这个时候可能你就有点晕了？ AdapterDataSetObserver是什么？它是如何运作的？那么我就先来看看AdapterDataSetObserver吧。
AdapterDataSetObserver定义在ListView的父类AbsListView中，代码如下 :
class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
super.onChanged();
if (mFastScroller != null) {
mFastScroller.onSectionsChanged();
}
}
@Override
public void onInvalidated() {
super.onInvalidated();
if (mFastScroller != null) {
mFastScroller.onSectionsChanged();
}
}
}它由继承自AbsListView的父类AdapterView的AdapterDataSetObserver, 代码如下 :
class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {
private Parcelable mInstanceState = null;
// 上文有说道，调用Adapter的notifyDataSetChanged的时候会调用所有观察者的onChanged方法,核心实现就在这里
@Override
public void onChanged() {
mDataChanged = true;
mOldItemCount = mItemCount;
// 获取Adapter中数据的数量
mItemCount = getAdapter().getCount();
// Detect the case where a cursor that was previously invalidated has
// been repopulated with new data.
if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
mInstanceState = null;
} else {
rememberSyncState();
}
checkFocus();
// 重新布局ListView、GridView等AdapterView组件
requestLayout();
}
// 代码省略
public void clearSavedState() {
mInstanceState = null;
}
}到这里我们就知道了，当ListView的数据发生变化时，调用Adapter的notifyDataSetChanged函数，这个函数又会调用DataSetObservable的notifyChanged函数，这个函数会调用所有观察者 (AdapterDataSetObserver) 的onChanged方法。这就是一个观察者模式！
最后我们再捋一捋,AdapterView中有一个内部类AdapterDataSetObserver,在ListView设置Adapter时会构建一个AdapterDataSetObserver，并且注册到Adapter中，这个就是一个观察者。而Adapter中包含一个数据集可观察者DataSetObservable，在数据数量发生变更时开发者手动调用AdapternotifyDataSetChanged，而notifyDataSetChanged实际上会调用DataSetObservable的notifyChanged函数，该函数会遍历所有观察者的onChanged函数。在AdapterDataSetObserver的onChanged函数中会获取Adapter中数据集的新数量，然后调用ListView的requestLayout()方法重新进行布局，更新用户界面。
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| 图1 | 图2 |
ListView主要运用了Adapter和观察者模式使得可扩展性、灵活性非常强，而耦合度却很低，这是我认为设计模式在Android源码中优秀运用的典范。那么为什么Android架构师们会这么设计ListView，它们如何达到低耦合、高灵活性呢？这个留给大家思考吧，如果有时间我再分享我的看法。
- 观察者和被观察者之间是抽象耦合
- 观察者模式需要考虑一下开发效率和运行效率问题，一个被观察者，多个观察者，开发和调试就会比较复杂，而且在 Java 中消息的通知默认是顺序执行，一个观察者卡壳，会影响整体的执行效率。在这种情况下，一般考虑采用异步的方式。