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来源：伯乐在线专栏作者 - PleaseCallMeCoder
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上一篇博客跟大家分享了Android源码中的装饰者模式，有点意犹未尽，今天跟大家分享下Android中的观察者模式，顺便说一说观察者模式和回调机制的关系，欢迎大家拍砖。
观察者模式
定义
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。
观察者模式的结构
![]()
观察者模式所涉及的角色有：
抽象主题(Subject)角色：抽象主题角色把所有对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何数量的观察者。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。
实现
抽象主题角色类
public abstract class Subject {
/**
* 用来保存注册的观察者对象
*/
private ListObserver> list = new ArrayListObserver>();
/**
* 注册观察者对象
* @param observer 观察者对象
*/
public void attach(Observer observer){
list.add(observer);
System.out.println("Attached an observer");
}
/**
* 删除观察者对象
* @param observer 观察者对象
*/
public void detach(Observer observer){
list.remove(observer);
}
/**
* 通知所有注册的观察者对象
*/
public void nodifyObservers(String newState){
for(Observer observer : list){
observer.update(newState);
}
}
}
具体主题角色类
public class ConcreteSubject extends Subject{
private String state;
public String getState() {
return state;
}
public void change(String newState){
state = newState;
System.out.println("主题状态为：" + state);
//状态发生改变，通知各个观察者
this.nodifyObservers(state);
}
}
抽象观察者角色类
public interface Observer {
/**
* 更新接口
* @param state 更新的状态
*/
public void update(String state);
}
具体观察者角色类
public class ConcreteObserver implements Observer {
//观察者的状态
private String observerState;
@Override
public void update(String state) {
/**
* 更新观察者的状态，使其与目标的状态保持一致
*/
observerState = state;
System.out.println("状态为："+observerState);
}
}
测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建主题对象
ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
//创建观察者对象
Observer observer = new ConcreteObserver();
//将观察者对象登记到主题对象上
subject.attach(observer);
//改变主题对象的状态
subject.change("new state");
}
}
观察者的两种实现方式
两种方式的比较
Push模型是假定主题对象知道观察者需要的数据；而Pull模型是主题对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需要取值。
Push模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者的update()方法是按需要定义的参数，可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意味着出现新情况的时候，就可能提供新的update()方法，或者是干脆重新实现观察者；而Pull模型就不会造成这样的情况，因为Pull模型下，update()方法的参数是主题对象本身，这基本上是主题对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况的需要。
回调机制和观察者模式
Android中有非常多的地方使用了回调机制，例如Activity的生命周期、按钮的点击事件、线程的run()方法等。
下面是回调的基本模型：
public interface CallBack {
public void oncall();
}
public class A {
private CallBack callback;
//注册一个事件
public void register(CallBack callback){
this.callback = callback;
}
// 需要调用的时候回调
public void call(){
callback.oncall();
}
}
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
a.register(new CallBack() {
@Override
public void oncall() {
System.out.println("回调函数被调用");
}
});
a.call();
}
这样看来，回调机制和观察者模式是一致的，区别是观察者模式里面目标类维护了所有观察者的引用，而回调里面只是维护了一个引用。
Android中的观察者模式
Android中大量的使用了观察者模式，Framework层里面的事件驱动都是基于观察者模式实现的。另外在Framework层里面的各种服务在数据变更的时候，也是通过观察者模式实现上层数据更新的。像View的Listener监听、GPS位置信息监听、BroadcastReceiver等都是基于观察者模式实现的。下面我们说一说ListView中的观察者模式是如何实现的，RecyclerView大同小异，感兴趣的可以自己研究下。
Listview的notifyDataSetChanged()
我们先来看下listview部分观察者模式的结构
![]()
其中为了方便研究关系，我们省略了Adapter部分的一些类的关系。接下来我们看下具体调用关系。
首先当我们数据改变的时候我们会调用adapter的notifyDataSetChanged()方法。
/**
* Common base class of common implementation for an {@link Adapter} that can be
* used in both {@link ListView} (by implementing the specialized
* {@link ListAdapter} interface) and {@link Spinner} (by implementing the
* specialized {@link SpinnerAdapter} interface).
*/
public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
public boolean hasStableIds() {
return false;
}
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.
*/
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}
/**
* Notifies the attached observers that the underlying data is no longer valid
* or available. Once invoked this adapter is no longer valid and should
* not report further data set changes.
*/
public void notifyDataSetInvalidated() {
mDataSetObservable.notifyInvalidated();
}
根据上述代码我们可以定位到mDataSetObservable.notifyChanged()方法。
/**
* A specialization of {@link Observable} for {@link DataSetObserver}
* that provides methods for sending notifications to a list of
* {@link DataSetObserver} objects.
*/
public class DataSetObservable extends ObservableDataSetObserver> {
/**
* Invokes {@link DataSetObserver#onChanged} on each observer.
* Called when the contents of the data set have changed. The recipient
* will obtain the new contents the next time it queries the data set.
*/
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
// since onChanged() is implemented by the app, it could do anything, including
// removing itself from {@link mObservers} - and that could cause problems if
// an iterator is used on the ArrayList {@link mObservers}.
// to avoid such problems, just march thru the list in the reverse order.
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}
/**
* Invokes {@link DataSetObserver#onInvalidated} on each observer.
* Called when the data set is no longer valid and cannot be queried again,
* such as when the data set has been closed.
*/
public void notifyInvalidated() {
synchronized (mObservers) {
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onInvalidated();
}
}
}
}
我们看到，调用notifyChanged()方法，会去遍历mObservers，调用所有观察者的onchange（）方法。
那么问题来了，我们的观察者对象是什么时候添加进去的呢？我们去看下ListView第一次和BaseAdapter产生关联的地方，也就是setAdapter(ListAdapter adapter)方法。
@Override
public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
//如果已经设置过了Adapter，那么取消注册对应的观察者。
if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
}
//省略部分代码
if (mAdapter != null) {
mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();
mOldItemCount = mItemCount;
mItemCount = mAdapter.getCount();
checkFocus();
//创建一个对应数据的观察者
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
//间接调用DataSetObservable的注册方法
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);
//省略部分代码
} else {
mAreAllItemsSelectable = true;
checkFocus();
// Nothing selected
checkSelectionChanged();
}
requestLayout();
}
这样我们的四个角色就全了，Observable—>Subject;DataSetObservable—>Concrete Subject;DataSetObserver—>Observer;AdapterDataSetObserver—>Concrete Observer。然后我们注册的地方也找到了。
最后就剩下我们的数据是如何刷新这一个问题了。AdapterDataSetObserver定义在ListView的父类AbsListView中，它又继承自AbsListView的父类AdapterView的AdapterDataSetObserver。
class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {
private Parcelable mInstanceState = null;
//当我们调用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;
}
}
requestLayout()方法在View里有实现，子View按需求重写。我们看下注释好了。
/*Call this when something has changed which has invalidated the layout of this view. This will schedule a layout pass of the view tree./
好了，到这里所有的调用关系我们基本就搞清楚了。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。在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。
瞎总结
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。那我们就要开始思考了，我们有没有其他更漂亮的套路来实现ListView组件，我们可以把这件实现思路应用到哪里？
人是会思考的芦苇，思考着思考着我们就成为了别人眼中的大神。
参考链接：
http://www.itdadao.com/articles/c15a265623p0.html
http://blog.csdn.net/bboyfeiyu/article/details/44040533
http://www.cnblogs.com/mythou/p/3370340.html
专栏作者简介（ 点击 → 加入专栏作者 ）
PleaseCallMeCoder：我是 PleaseCallMeCoder，一个小小的90后程序员。热衷于移动开发，喜欢研究新技术，奔跑在成为大神的路上。
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