在這一部分的內容中，介紹的是一個相對簡單但功能強大的模式：Observer模式。希望通 過這部分地敘述，大家看了之後，能夠對設計模式有一個比較全面地，感性的認識。
很多時候，對於一個設計來說（軟件上的，建築上的，或者它他工業上的），經驗是至關 重要的。好的經驗給我們以指導，並節約我們的時間；壞的經驗則給我們以借鑒，可以減少 失敗的風險。然而，從知識層面上來講，經驗只是作為一種工作的積累而存在於個人的大腦 中的，很難被傳授或者記錄。為了解決這樣的問題，人們提出了所謂的模式的概念。所謂模 式，是指在一個特定背景下，反復出現的問題解決方案。模式是經驗的文檔化。
軟件模式的概念現在比較的廣泛，涉及到分析，設計，體系結構，編碼，測試，重構等軟 件構造生命期中的各個部分。這兒主要討論的是設計模式，指的是在軟件設計過程中反復出 現的一些問題的解決方法了。不過我們一般在提到設計模式的時候，一般都是指GOF的經典書 《Design Pattern--Elements of Reusable Object-Oriented Software》出現的23個模式， 因而，它是具體的針對於面向對象軟件設計過程的。
從全局上看來，模式代表了一種語言，一種被文檔化的經驗，甚至是一種文化。往往很多 不方便描敘，或者描敘起來很復雜的問題，用模式語言來敘說，會讓聽者產生心領神會的感 覺。當然，這需要交流雙方都能夠很好地把握模式語言的含義。然而，這並不是一件容易的 事情。模式在各個人的理解上往往存在差異，這篇文章旨在從一個具體的應用角度：Java類 庫，來闡敘設計模式。並結合具體的例子，希望能夠加深大家對設計模式的理解。
這兒說的Java類庫，其實並沒有局限於JDK本身，還包括了一些其他的類庫中的例子，比 如JAXP等（當然，下一個版本的JDK中也會包含JAXP了）。其實設計模式的思想現在應用的如 此廣泛，無論在什麼樣的設計中，只要稍微大一點的設計，都可以找到很多很多設計模式的 蹤跡，或者說都不可避免的用到設計模式。下面所講的設計模式，大部分都是GOF的那部經典 中出現過的23個模式，然而，還有一些，比如MVC，並不屬於那裡。一般的來講，我們認為 GOF的23個模式是一些中級的模式，在它下面還可以抽象出一些更為一般的低層的模式，在其 上也可以通過組合來得到一些高級的模式。當然，這兒的低中高的區別，如同區別不同的語 言一樣，並沒有優劣之分，僅僅是在應用層面上的區別。
Observer模式
Observer模式的功用，是希望兩個（或多個）對象，我們稱之為Subject和Observer，當 一方的狀態發生改變的時候，另一方能夠得到通知。也就是說，作為Observer的一方，能夠 監視到Subject的某個特定的狀態變化，並為之做出反應。一個簡單的例子就是：當一個用戶 視圖中的數據被用戶改變後，後端的數據庫能夠得到更新，而當數據庫被其他方式更新後， 用戶視圖中的數據顯示也會隨之改變。
圖一：Obverser模式的類圖
在JDK中實際上有一個對Observer模式的簡單的實現：就是類java.util.Observerable和 接口java.util.Observer。java.util.Observerable類對應於Subject，而 java.util.Observer就是觀察者了。JDK中並沒有把這兩個部分都設計為接口，而是讓類 java.util.Observerable提供了部分的實現，簡化了許多編程的工作。當然，這也減少了一 定的靈活性。
下面列出了Observer和Observeral的函數列表，及其簡單的功能說明
java.util.Observer：
public void update(Observable obs, Object obj)
java.util.Observer 接口很簡單，只定義了這一個方法，狹義的按照Observer模式的說 法，Observer應該在這個方法中調用Subject的getXXX()方法來取得最新的狀態，而實際上， 你可以只是在其中對Subject的某些事件進行響應。這便是Java中的代理事件模型的一個雛形 --對事件進行響應。只不過，在Observer模式中將事件特定化為某個狀態/數據的改變了。
java.util.Observable
public void addObserver(Observer obs)
向Subject注冊一個Observer。也就是把這個Observer對象添加到了一個 java.util.Observable內部的列表中。在JDK中對於這個列表是簡單的通過一個 java.util.Vector類來實現的，而實際上，在一些復雜的Observer模式的應用中，需要把這 個部分單另出來形成一個Manager類，來管理Subject和Observer之間的映射。這樣，Subject 和Observer進一步的被解藕，程序也會具有更大的靈活性。
public void deleteObserver(Observer obs)
從Subject中刪除一個已注冊了Observer的引用。
public void deleteObservers()
從Subjec中刪除所有注冊的Observer的引用。
public int countObservers()
返回注冊在Subject中的Observer個數。
protected void setChanged()
設置一個內部的標志以指明這個Ovserver的狀態已經發生改變。注意這是一個protected 方法，也就是說只能在Observer類和其子類中被調用，而在其它的類中是看不到這個方法的 。
protected void clearChanged()
清除上敘的內部標志。它在notifyObservers()方法內部被自動的調用，以指明Subject的 狀態的改變已經傳遞到Ovserver中了。
public boolean hasChanged()
確定Subject的狀態是否發生了改變。
public void notifyObservers(Object obj)
它首先檢查那個內部的標志，以判斷狀態是否改變，如果是的話，它會調用注冊在 Subject中的每個Observer的update()方法。在JDK中這個方法內部是作為synchronized來實 現的，也就是如果發生多個線程同時爭用一個java.util.Observerable的notifyObservers() 方法的話，他們必須按調度的等待著順序執行。在某些特殊的情況下，這會有一些潛在的問 題：可能在等待的過程中，一個剛剛被加入的Observer會被遺漏沒有被通知到，而一個剛剛 被刪除了的Observer會仍然收到它已經不想要了的通知。
public void notifyObservers()
等價於調用了notifyObservers(null)。
因而在Java中應用Observer就很簡單了，需要做的是：讓需要被觀察的Subject對象繼承 java.util.Observerable，讓需要觀察的對象實現java.util.Observer接口，然後用 java.util.Observerable的addObserver(Observer obj)方法把Observer注冊到Subject對象 中。這已經完成了大部分的工作了。然後調用java.util.Observerable的notifyObservers (Object arg)等方法，就可以實現Observer模式的機理。我們來看一個簡單使用了這個模式 的例子。這個例子有三個類：FrameSubject，DateSubject，FrameObject和EntryClass， FrameSubject中用戶可以設置被觀察的值，然後自動的會在FrameObject中顯示出來， DateSubject封裝被觀察的值，並且充當Observer模式中的Subject。
public class FrameSubject extends JFrame {
…………..
//因為無法使用多重繼承，這兒就只能使用對象組合的方式來引入一個
//java.util.Observerable對象了。
DateSubject subject=new DateSubject();
//這個方法轉發添加Observer消息到DateSubject。
public void registerObserver(java.util.Observer o){
subject.addObserver(o);
}
//數據改變，事件被觸發後調用notifyObservers()來通知Observer。
void jButton1_actionPerformed(ActionEvent e) {
subject.setWidthInfo(Integer.parseInt(jTextField1.getText()));
subject.setHeightInfo(Integer.parseInt(jTextField2.getText()));
subject.notifyObservers();
}
……………
}
public class DateSubject extends Observable {
//封裝被觀察的數據
private int widthInfo;
private int heightInfo;
public int getWidthInfo() {
return widthInfo;
}
public void setWidthInfo(int widthInfo) {
this.widthInfo = widthInfo;
//數據改變後，setChanged()必須被調用，否則notifyObservers()方法會不起作用
this.setChanged();
}
public void setHeightInfo(int heightInfo) {
this.heightInfo = heightInfo;
this.setChanged();
}
public int getHeightInfo() {
return heightInfo;
}
}
public class FrameObserver extends JFrame implements java.util.Observer {
…………..
//觀察的數據
int widthInfo=0;
int heightInfo=0;
//在update()方法中實現對數據的更新和其它必要的反應。
public void update(Observable o, Object arg) {
DateSubject subject=(DateSubject) o;
widthInfo=subject.getWidthInfo();
heightInfo=subject.getHeightInfo();
jLabel1.setText("The heightInfo from subject is: ");
jLabel3.setText(String.valueOf(heightInfo));
jLabel2.setText("The widthInfo from subject is: ");
jLabel4.setText(String.valueOf(widthInfo));
}
…………….
}
public class EntryClass {
public static void main(String[] args) {
……………..
FrameSubject frame = new FrameSubject();
FrameObserver frame2=new FrameObserver();
//在Subject中注冊Observer，將兩者聯系在一起
frame.registerObserver(frame2);
…………..
frame.setVisible(true);
frame2.setVisible(true);
……………..
}
}
我認為在JDK中這個Observer模式的實現，對於一般的Observer模式的應用，已經是非常 的足夠了的。但是一方面它用一個類來實現了Subject，另一方面它使用Vector來保存 Subject對於Observer的引用，這雖然簡化了編程的過程，但會限制它在一些需要更為靈活， 復雜的設計中的應用，有時候（雖然這種情況不多），我們還不得不重新編寫新的Subject對 象和額外的Manager對象來實現更為復雜的Observer模式的應用。
小結：
這一部分主要的討論了模式的概念。隨著現代軟件工業的不斷進步，軟件系統的規模的日 益擴大，越來越需要對某些個不斷出現的問題進行模式化思維，以成功的經驗或者失敗的教 訓來減少軟件開發失敗的風險。模式代表了一種文檔化的經驗，它為某一類的問題提供了最 好（或者說很好）的解決方案，使得即使不是經驗豐富的軟件工程師，也能夠根據模式來構 建相對成功的系統。本節給出的一個Obverser模式的示例，比較好的說明了這一點。 Obverser模式主要解決在對象間的狀態映射或者鏡像的問題。
