java设计模式-回调、事件监听器、观察者模式

空扰寡人 提交于 2020-02-28 13:57:58

背景

关于设计模式,之前笔者写过工厂模式,最近在使用gava ListenableFuture时发现事件监听模型特别有意思,于是就把事件监听、观察者之间比较了一番,发现这是一个非常重要的设计模式,在很多框架里扮演关键的作用。

回调函数

为什么首先会讲回调函数呢?因为这个是理解监听器、观察者模式的关键。

什么是回调函数

所谓的回调,用于回调的函数。 回调函数只是一个功能片段,由用户按照回调函数调用约定来实现的一个函数。 有这么一句通俗的定义:就是程序员A写了一段程序(程序a),其中预留有回调函数接口,并封装好了该程序。程序员B要让a调用自己的程序b中的一个方法,于是,他通过a中的接口回调自己b中的方法。

举个例子:

这里有两个实体:回调抽象接口、回调者(即程序a)

  • 回调接口(ICallBack )
public interface ICallBack {
    public void callBack();
}
  • 回调者(用于调用回调函数的类)
public class Caller {
    
    public void call(ICallBack callBack){
        System.out.println("start...");
        callBack.callBack();
        System.out.println("end...");
    }
    
}
  • 回调测试:
 public static void main(String[] args) {
       Caller call = new Caller();
       call.call(new ICallBack(){

        @Override
        public void callBack() {
            System.out.println("终于回调成功了!");
            
        } 
       });

    }

控制台输出:

start...

终于回调成功了!

end...

还有一种写法

       ICallBack callBackB = new ICallBack(){
        @Override
        public void callBack() {
            System.out.println("终于回调成功了!");
        }           
       };
       call.call(callBackB);

或实现这个ICallBack接口类

class CallBackC implements ICallBack{
        @Override
        public void callBack() {
            System.out.println("终于回调成功了!");  
        }
       }

有没有发现这个模型和执行一个线程,Thread很像。 没错,Thread就是回调者,Runnable就是一个回调接口。

new Thread(new Runnable(){
        @Override
        public void run() {
             System.out.println("回调一个新线程!");  
        }}).start();

Callable也是一个回调接口,原来一直在用。 接下来我们开始讲事件监听器

事件监听模式

什么是事件监听器

监听器将监听自己感兴趣的事件一旦该事件被触发或改变,立即得到通知,做出响应。例如:android程序中的Button事件。

java的事件监听机制可概括为3点:

  1. java的事件监听机制涉及到 事件源,事件监听器,事件对象 三个组件,监听器一般是接口,用来约定调用方式
  2. 当事件源对象上发生操作时,它将会调用事件监听器的一个方法,并在调用该方法时传递事件对象过去
  3. 事件监听器实现类,通常是由开发人员编写,开发人员通过事件对象拿到事件源,从而对事件源上的操作进行处理

举个例子

这里我为了方便,直接使用jdk,EventListener 监听器,感兴趣的可以去研究下源码,非常简单。

监听器接口

public interface EventListener extends java.util.EventListener {
    //事件处理
    public void handleEvent(EventObject event);
}

事件对象

public class EventObject extends java.util.EventObject{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public EventObject(Object source){
        super(source);
    }
    public void doEvent(){
        System.out.println("通知一个事件源 source :"+ this.getSource());
    }

}

事件源

事件源是事件对象的入口,包含监听器的注册、撤销、通知


public class EventSource {
   //监听器列表,监听器的注册则加入此列表
    private Vector<EventListener> ListenerList = new Vector<EventListener>();
    //注册监听器
    public void addListener(EventListener eventListener){
        ListenerList.add(eventListener);
    }
    //撤销注册
    public void removeListener(EventListener eventListener){
        ListenerList.remove(eventListener);
    }
 //接受外部事件
    public void notifyListenerEvents(EventObject event){        
        for(EventListener eventListener:ListenerList){
                eventListener.handleEvent(event);
        }
    }
    
}

测试执行

public static void main(String[] args) {
        EventSource eventSource = new EventSource();
        
        eventSource.addListener(new EventListener(){
            @Override
            public void handleEvent(EventObject event) {
                event.doEvent();
                if(event.getSource().equals("closeWindows")){
                    System.out.println("doClose");
                } 
            }
            
        });


        /*
         * 传入openWindows事件,通知listener,事件监听器,
         对open事件感兴趣的listener将会执行
         **/
        eventSource.notifyListenerEvents(new EventObject("openWindows"));
        
}

控制台显示:

通知一个事件源 source :openWindows

通知一个事件源 source :openWindows

doOpen something...

到这里你应该非常清楚的了解,什么是事件监听器模式了吧。 那么哪里是回调接口,哪里是回调者,对!EventListener是一个回调接口类,handleEvent是一个回调函数接口,通过回调模型,EventSource 事件源便可回调具体监听器动作。

有了了解后,这里还可以做一些变动。 对特定的事件提供特定的关注方法和事件触发


public class EventSource {
     ...
public void onCloseWindows(EventListener eventListener){
        System.out.println("关注关闭窗口事件");
        ListenerList.add(eventListener);
    }
    
    public void doCloseWindows(){
        this.notifyListenerEvents(new EventObject("closeWindows"));
    }
    ...
}
public static void main(String[] args) {
 EventSource windows = new EventSource();
        /**
         * 另一种实现方式
         */
        //关注关闭事件,实现回调接口
        windows.onCloseWindows(new EventListener(){

            @Override
            public void handleEvent(EventObject event) {
                event.doEvent();
                if(event.getSource().equals("closeWindows")){
                    System.out.println("通过onCloseWindows来关注关闭窗口事件:并执行成功。 closeWindows");
                }
                
            }
            
        });
        
       //窗口关闭动作
        windows.doCloseWindows();

}

这种就类似于,我们的窗口程序,Button监听器了。我们还可以为单击、双击事件定制监听器。

观察者模式

什么是观察者模式

观察者模式其实原理和监听器是一样的,使用的关键在搞清楚什么是观察者、什么是被观察者。

  • 观察者(Observer)相当于事件监器。有个微博模型比较好理解,A用户关注B用户,则A是B的观察者,B是一个被观察者,一旦B发表任何言论,A便可以获得。
  • 被观察者(Observable)相当于事件源和事件,执行事件源通知逻辑时,将会回调observer的回调方法update。

举个例子

为了方便,同样我直接使用jdk自带的Observer。

一个观察者

public class WatcherDemo implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        if(arg.toString().equals("openWindows")){
            System.out.println("已经打开窗口");
        }
    }
}

被观察者

Observable 是jdk自带的被观察者,具体可以自行看源码和之前的监听器事件源类似。

主要方法有

  • addObserver() 添加观察者,与监听器模式类似
  • notifyObservers() 通知所有观察者

类Watched.java的实现描述:被观察者,相当于事件监听的事件源和事件对象。又理解为订阅的对象 主要职责:注册/撤销观察者(监听器),接收主题对象(事件对象)传递给观察者(监听器),具体由感兴趣的观察者(监听器)执行

/**
 * 
 * 类Watched.java的实现描述:被观察者,相当于事件监听的事件源和事件对象。又理解为订阅的对象
 * 主要职责:注册/撤销观察者(监听器),接收主题对象(事件对象)传递给观察者(监听器),具体由感兴趣的观察者(监听器)执行
 * @author xuan.lx 2016年11月22日 下午3:52:11
 */
public class Watched extends Observable {

    public void notifyObservers(Object arg) {
        
        /**
         * 为避免并发冲突,设置了changed标志位changed =true,则当前线程可以通知所有观察者,内部同步块会完了会设置为false;
       通知过程中,正在新注册的和撤销的无法通知到。
         */
        super.setChanged();
        /**
         * 事件触发,通知所有感兴趣的观察者
         */
        super.notifyObservers(arg);
       
    }
    
}

测试执行

    public static void main(String[] args) {
        Watched watched = new Watched();
        WatcherDemo watcherDemo = new WatcherDemo();
        watched.addObserver(watcherDemo);
        watched.addObserver(new Observer(){
            @Override
            public void update(Observable o, Object arg) {
                if(arg.toString().equals("closeWindows")){
                    System.out.println("已经关闭窗口");
                }
            }
        });
        //触发打开窗口事件,通知观察者
        watched.notifyObservers("openWindows");
        //触发关闭窗口事件,通知观察者
        watched.notifyObservers("closeWindows");

    }

控制台输出:

已经打开窗口

已经关闭窗口

总结

从整个实现和调用过程来看,观察者和监听器模式基本一样。

有兴趣的你可以基于这个模型,实现一个简单微博加关注和取消的功能。 说到底,就是事件驱动模型,将调用者和被调用者通过一个链表、回调函数来解耦掉,相互独立。

“你别来找我,有了我会找你”。

整个设计模式的初衷也就是要做到低耦合,低依赖。

再延伸下,消息中间件是什么一个模型? 将生产者+服务中心(事件源)和消费者(监听器)通过消息队列解耦掉. 消息这相当于具体的事件对象,只是存储在一个队列里(有消峰填谷的作用),服务中心回调消费者接口通过拉或取的模型响应。 想必基于这个模型,实现一个简单的消息中间件也是可以的。

还比如gava ListenableFuture,采用监听器模式就解决了future.get()一直阻塞等待返回结果的问题。

有兴趣的同学,可以再思考下观察者和责任链之间的关系, 我是这样看的。

同样会存在一个链表,被观察者会通知所有观察者,观察者自行处理,观察者之间互不影响。 而责任链,讲究的是击鼓传花,也就是每一个节点只需记录继任节点,由当前节点决定是否往下传。 常用于工作流,过滤器web filter。

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