摘要：線程安全的實(shí)現(xiàn)前面章節(jié)介紹了在現(xiàn)代環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)觀察者模式，雖然簡(jiǎn)單但很完整，但這一實(shí)現(xiàn)忽略了一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題線程安全。截止目前實(shí)現(xiàn)了線程安全，在接下來(lái)的章節(jié)中將介紹提取主題的邏輯并將其類封裝為可重復(fù)代碼單元的方式優(yōu)缺點(diǎn)。

【編者按】本文作者是 BAE 系統(tǒng)公司的軟件工程師 Justin Albano。在本篇文章中，作者通過(guò)在 Java8 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)觀察者模式的實(shí)例，進(jìn)一步介紹了什么是觀察者模式、專業(yè)化及其命名規(guī)則，供大家參考學(xué)習(xí)。本文系國(guó)內(nèi) ITOM 管理平臺(tái) OneAPM 工程師編譯整理。

前面章節(jié)介紹了在現(xiàn)代Java環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)觀察者模式，雖然簡(jiǎn)單但很完整，但這一實(shí)現(xiàn)忽略了一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題：線程安全。大多數(shù)開放的Java應(yīng)用都是多線程的，而且觀察者模式也多用于多線程或異步系統(tǒng)。例如，如果外部服務(wù)更新其數(shù)據(jù)庫(kù)，那么應(yīng)用也會(huì)異步地收到消息，然后用觀察者模式通知內(nèi)部組件更新，而不是內(nèi)部組件直接注冊(cè)監(jiān)聽外部服務(wù)。

觀察者模式的線程安全主要集中在模式的主體上，因?yàn)樾薷淖?cè)監(jiān)聽器集合時(shí)很可能發(fā)生線程沖突，比如，一個(gè)線程試圖添加一個(gè)新的監(jiān)聽器，而另一線程又試圖添加一個(gè)新的animal對(duì)象，這將觸發(fā)對(duì)所有注冊(cè)監(jiān)聽器的通知。鑒于先后順序，在已注冊(cè)的監(jiān)聽器收到新增動(dòng)物的通知前，第一個(gè)線程可能已經(jīng)完成也可能尚未完成新監(jiān)聽器的注冊(cè)。這是一個(gè)經(jīng)典的線程資源競(jìng)爭(zhēng)案例，正是這一現(xiàn)象告訴開發(fā)者們需要一個(gè)機(jī)制來(lái)保證線程安全。

這一問(wèn)題的最簡(jiǎn)單的解決方案是：所有訪問(wèn)或修改注冊(cè)監(jiān)聽器list的操作都須遵循Java的同步機(jī)制，比如：

public synchronized AnimalAddedListener registerAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) { /*...*/ }
public synchronized void unregisterAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) { /*...*/ }
public synchronized void notifyAnimalAddedListeners (Animal animal) { /*...*/ }

這樣一來(lái)，同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以修改或訪問(wèn)已注冊(cè)的監(jiān)聽器列表，可以成功地避免資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，但是新問(wèn)題又出現(xiàn)了，這樣的約束太過(guò)嚴(yán)格(synchronized關(guān)鍵字和Java并發(fā)模型的更多信息，請(qǐng)參閱官方網(wǎng)頁(yè))。通過(guò)方法同步，可以時(shí)刻觀測(cè)對(duì)監(jiān)聽器list的并發(fā)訪問(wèn)，注冊(cè)和撤銷監(jiān)聽器對(duì)監(jiān)聽器list而言是寫操作，而通知監(jiān)聽器訪問(wèn)監(jiān)聽器list是只讀操作。由于通過(guò)通知訪問(wèn)是讀操作，因此是可以多個(gè)通知操作同時(shí)進(jìn)行的。

因此，只要沒有監(jiān)聽器注冊(cè)或撤銷注冊(cè)，任意多的并發(fā)通知都可以同時(shí)執(zhí)行，而不會(huì)引發(fā)對(duì)注冊(cè)的監(jiān)聽器列表的資源爭(zhēng)奪。當(dāng)然，其他情況下的資源爭(zhēng)奪現(xiàn)象存在已久，為了解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了ReadWriteLock用以分開管理讀寫操作的資源鎖定。Zoo類的線程安全ThreadSafeZoo實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public class ThreadSafeZoo {
    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    protected final Lock readLock = readWriteLock.readLock();
    protected final Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    private List animals = new ArrayList<>();
    private List listeners = new ArrayList<>();
    public void addAnimal (Animal animal) {
        // Add the animal to the list of animals
        this.animals.add(animal);
        // Notify the list of registered listeners
        this.notifyAnimalAddedListeners(animal);
    }
    public AnimalAddedListener registerAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) {
        // Lock the list of listeners for writing
        this.writeLock.lock();
        try {
            // Add the listener to the list of registered listeners
            this.listeners.add(listener);
        }
        finally {
            // Unlock the writer lock
            this.writeLock.unlock();
        }
        return listener;
    }
    public void unregisterAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) {
        // Lock the list of listeners for writing
        this.writeLock.lock();
        try {
            // Remove the listener from the list of the registered listeners
            this.listeners.remove(listener);
        }
        finally {
            // Unlock the writer lock
            this.writeLock.unlock();
        }
    }
    public void notifyAnimalAddedListeners (Animal animal) {
        // Lock the list of listeners for reading
        this.readLock.lock();
        try {
            // Notify each of the listeners in the list of registered listeners
            this.listeners.forEach(listener -> listener.updateAnimalAdded(animal));
        }
        finally {
            // Unlock the reader lock
            this.readLock.unlock();
        }
    }
}

通過(guò)這樣部署，Subject的實(shí)現(xiàn)能確保線程安全并且多個(gè)線程可以同時(shí)發(fā)布通知。但盡管如此，依舊存在兩個(gè)不容忽略的資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題：

對(duì)每個(gè)監(jiān)聽器的并發(fā)訪問(wèn)。多個(gè)線程可以同時(shí)通知監(jiān)聽器要新增動(dòng)物了，這意味著一個(gè)監(jiān)聽器可能會(huì)同時(shí)被多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用。

對(duì)animal list的并發(fā)訪問(wèn)。多個(gè)線程可能會(huì)同時(shí)向animal list添加對(duì)象，如果通知的先后順序存在影響，那就可能導(dǎo)致資源競(jìng)爭(zhēng)，這就需要一個(gè)并發(fā)操作處理機(jī)制來(lái)避免這一問(wèn)題。如果注冊(cè)的監(jiān)聽器列表在收到通知添加animal2后，又收到通知添加animal1，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生資源競(jìng)爭(zhēng)。但是如果animal1和animal2的添加由不同的線程執(zhí)行，也是有可能在animal2前完成對(duì)animal1添加操作，具體來(lái)說(shuō)就是線程1在通知監(jiān)聽器前添加animal1并鎖定模塊，線程2添加animal2并通知監(jiān)聽器，然后線程1通知監(jiān)聽器animal1已經(jīng)添加。雖然在不考慮先后順序時(shí)，可以忽略資源競(jìng)爭(zhēng)，但問(wèn)題是真實(shí)存在的。

并發(fā)訪問(wèn)監(jiān)聽器可以通過(guò)保證監(jiān)聽器的線程安全來(lái)實(shí)現(xiàn)。秉承著類的“責(zé)任自負(fù)”精神，監(jiān)聽器有“義務(wù)”確保自身的線程安全。例如，對(duì)于前面計(jì)數(shù)的監(jiān)聽器，多線程的遞增或遞減動(dòng)物數(shù)量可能導(dǎo)致線程安全問(wèn)題，要避免這一問(wèn)題，動(dòng)物數(shù)的計(jì)算必須是原子操作（原子變量或方法同步），具體解決代碼如下：

public class ThreadSafeCountingAnimalAddedListener implements AnimalAddedListener {
    private static AtomicLong animalsAddedCount = new AtomicLong(0);
    @Override
    public void updateAnimalAdded (Animal animal) {
        // Increment the number of animals
        animalsAddedCount.incrementAndGet();
        // Print the number of animals
        System.out.println("Total animals added: " + animalsAddedCount);
    }
}

方法同步解決方案代碼如下：

public class CountingAnimalAddedListener implements AnimalAddedListener {
    private static int animalsAddedCount = 0;
    @Override
    public synchronized void updateAnimalAdded (Animal animal) {
        // Increment the number of animals
        animalsAddedCount++;
        // Print the number of animals
        System.out.println("Total animals added: " + animalsAddedCount);
    }
}

要強(qiáng)調(diào)的是監(jiān)聽器應(yīng)該保證自身的線程安全，subject需要理解監(jiān)聽器的內(nèi)部邏輯，而不是簡(jiǎn)單確保對(duì)監(jiān)聽器的訪問(wèn)和修改的線程安全。否則，如果多個(gè)subject共用同一個(gè)監(jiān)聽器，那每個(gè)subject類都要重寫一遍線程安全的代碼，顯然這樣的代碼不夠簡(jiǎn)潔，因此需要在監(jiān)聽器類內(nèi)實(shí)現(xiàn)線程安全。

當(dāng)要求監(jiān)聽器有序執(zhí)行時(shí)，讀寫鎖就不能滿足需求了，而需要引入一個(gè)新的機(jī)制，可以保證notify函數(shù)的調(diào)用順序和animal添加到zoo的順序一致。有人嘗試過(guò)用方法同步來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而根據(jù)Oracle文檔中的方法同步介紹，可知方法同步并不提供操作執(zhí)行的順序管理。它只是保證原子操作，也就是說(shuō)操作不會(huì)被打斷，并不能保證先來(lái)先執(zhí)行(FIFO)的線程順序。ReentrantReadWriteLock可以實(shí)現(xiàn)這樣的執(zhí)行順序，代碼如下：

public class OrderedThreadSafeZoo {
    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(true);
    protected final Lock readLock = readWriteLock.readLock();
    protected final Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    private List animals = new ArrayList<>();
    private List listeners = new ArrayList<>();
    public void addAnimal (Animal animal) {
        // Add the animal to the list of animals
        this.animals.add(animal);
        // Notify the list of registered listeners
        this.notifyAnimalAddedListeners(animal);
    }
    public AnimalAddedListener registerAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) {
        // Lock the list of listeners for writing
        this.writeLock.lock();
        try {
            // Add the listener to the list of registered listeners
            this.listeners.add(listener);
        }
        finally {
            // Unlock the writer lock
            this.writeLock.unlock();
        }
        return listener;
    }
    public void unregisterAnimalAddedListener (AnimalAddedListener listener) {
        // Lock the list of listeners for writing
        this.writeLock.lock();
        try {
            // Remove the listener from the list of the registered listeners
            this.listeners.remove(listener);
        }
        finally {
            // Unlock the writer lock
            this.writeLock.unlock();
        }
    }
    public void notifyAnimalAddedListeners (Animal animal) {
        // Lock the list of listeners for reading
        this.readLock.lock();
        try {
            // Notify each of the listeners in the list of registered listeners
            this.listeners.forEach(listener -> listener.updateAnimalAdded(animal));
        }
        finally {
            // Unlock the reader lock
            this.readLock.unlock();
        }
    }
}

這樣的實(shí)現(xiàn)方式，register, unregister和notify函數(shù)將按照先進(jìn)先出(FIFO)的順序獲得讀寫鎖權(quán)限。例如，線程1注冊(cè)一個(gè)監(jiān)聽器，線程2在開始執(zhí)行注冊(cè)操作后試圖通知已注冊(cè)的監(jiān)聽器，線程3在線程2等待只讀鎖的時(shí)候也試圖通知已注冊(cè)的監(jiān)聽器，采用fair-ordering方式，線程1先完成注冊(cè)操作，然后線程2可以通知監(jiān)聽器，最后線程3通知監(jiān)聽器。這樣保證了action的執(zhí)行順序和開始順序一致。

如果采用方法同步，雖然線程2先排隊(duì)等待占用資源，線程3仍可能比線程2先獲得資源鎖，而且不能保證線程2比線程3先通知監(jiān)聽器。問(wèn)題的關(guān)鍵所在：fair-ordering方式可以保證線程按照申請(qǐng)資源的順序執(zhí)行。讀寫鎖的順序機(jī)制很復(fù)雜，應(yīng)參照ReentrantReadWriteLock的官方文檔以確保鎖的邏輯足夠解決問(wèn)題。

截止目前實(shí)現(xiàn)了線程安全，在接下來(lái)的章節(jié)中將介紹提取主題的邏輯并將其mixin類封裝為可重復(fù)代碼單元的方式優(yōu)缺點(diǎn)。

把上述的觀察者模式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)封裝到目標(biāo)的mixin類中很具吸引力。通常來(lái)說(shuō)，觀察者模式中的觀察者包含已注冊(cè)的監(jiān)聽器的集合；負(fù)責(zé)注冊(cè)新的監(jiān)聽器的register函數(shù)；負(fù)責(zé)撤銷注冊(cè)的unregister函數(shù)和負(fù)責(zé)通知監(jiān)聽器的notify函數(shù)。對(duì)于上述的動(dòng)物園的例子，zoo類除動(dòng)物列表是問(wèn)題所需外，其他所有操作都是為了實(shí)現(xiàn)主題的邏輯。

Mixin類的案例如下所示，需要說(shuō)明的是為使代碼更為簡(jiǎn)潔，此處去掉關(guān)于線程安全的代碼：

public abstract class ObservableSubjectMixin {
    private List listeners = new ArrayList<>();
    public ListenerType registerListener (ListenerType listener) {
        // Add the listener to the list of registered listeners
        this.listeners.add(listener);
        return listener;
    }
    public void unregisterAnimalAddedListener (ListenerType listener) {
        // Remove the listener from the list of the registered listeners
        this.listeners.remove(listener);
    }
    public void notifyListeners (Consumer algorithm) {
        // Execute some function on each of the listeners
        this.listeners.forEach(algorithm);
    }
}

正因?yàn)闆]有提供正在注冊(cè)的監(jiān)聽器類型的接口信息，不能直接通知某個(gè)特定的監(jiān)聽器，所以正需要保證通知功能的通用性，允許客戶端添加一些功能，如接受泛型參數(shù)類型的參數(shù)匹配，以適用于每個(gè)監(jiān)聽器，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public class ZooUsingMixin extends ObservableSubjectMixin {
    private List animals = new ArrayList<>();
    public void addAnimal (Animal animal) {
        // Add the animal to the list of animals
        this.animals.add(animal);
        // Notify the list of registered listeners
        this.notifyListeners((listener) -> listener.updateAnimalAdded(animal));
    }
}

Mixin類技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是把觀察者模式的Subject封裝到一個(gè)可重復(fù)調(diào)用的類中，而不是在每個(gè)subject類中都重復(fù)寫這些邏輯。此外，這一方法使得zoo類的實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)潔，只需要存儲(chǔ)動(dòng)物信息，而不用再考慮如何存儲(chǔ)和通知監(jiān)聽器。

然而，使用mixin類并非只有優(yōu)點(diǎn)。比如，如果要存儲(chǔ)多個(gè)類型的監(jiān)聽器怎么辦？例如，還需要存儲(chǔ)監(jiān)聽器類型AnimalRemovedListener。mixin類是抽象類，Java中不能同時(shí)繼承多個(gè)抽象類，而且mixin類不能改用接口實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)榻涌诓话瑂tate，而觀察者模式中state需要用來(lái)保存已經(jīng)注冊(cè)的監(jiān)聽器列表。

其中的一個(gè)解決方案是創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)物增加和減少時(shí)都會(huì)通知的監(jiān)聽器類型ZooListener，代碼如下所示:

public interface ZooListener {
    public void onAnimalAdded (Animal animal);
    public void onAnimalRemoved (Animal animal);
}

這樣就可以使用該接口實(shí)現(xiàn)利用一個(gè)監(jiān)聽器類型對(duì)zoo狀態(tài)各種變化的監(jiān)聽了：

public class ZooUsingMixin extends ObservableSubjectMixin {
    private List animals = new ArrayList<>();
    public void addAnimal (Animal animal) {
        // Add the animal to the list of animals
        this.animals.add(animal);
        // Notify the list of registered listeners
        this.notifyListeners((listener) -> listener.onAnimalAdded(animal));
    }
    public void removeAnimal (Animal animal) {
        // Remove the animal from the list of animals
        this.animals.remove(animal);
        // Notify the list of registered listeners
        this.notifyListeners((listener) -> listener.onAnimalRemoved(animal));
    }
}

將多個(gè)監(jiān)聽器類型合并到一個(gè)監(jiān)聽器接口中確實(shí)解決了上面提到的問(wèn)題，但仍舊存在不足之處，接下來(lái)的章節(jié)會(huì)詳細(xì)討論。

在上述方法，監(jiān)聽器的接口中實(shí)現(xiàn)的包含太多函數(shù)，接口就過(guò)于冗長(zhǎng)，例如，Swing MouseListener就包含5個(gè)必要的函數(shù)。盡管可能只會(huì)用到其中一個(gè)，但是只要用到鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件就必須要添加這5個(gè)函數(shù)，更多可能是用空函數(shù)體來(lái)實(shí)現(xiàn)剩下的函數(shù)，這無(wú)疑會(huì)給代碼帶來(lái)不必要的混亂。

其中一種解決方案是創(chuàng)建適配器(概念來(lái)自GoF提出的適配器模式)，適配器中以抽象函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽器接口的操作，供具體監(jiān)聽器類繼承。這樣一來(lái)，具體監(jiān)聽器類就可以選擇其需要的函數(shù)，對(duì)adapter不需要的函數(shù)采用默認(rèn)操作即可。例如上面例子中的ZooListener類，創(chuàng)建ZooAdapter(Adapter的命名規(guī)則與監(jiān)聽器一致，只需要把類名中的Listener改為Adapter即可)，代碼如下：

public class ZooAdapter implements ZooListener {
    @Override
    public void onAnimalAdded (Animal animal) {}
    @Override
    public void onAnimalRemoved (Animal animal) {}
}

乍一看，這個(gè)適配器類微不足道，然而它所帶來(lái)的便利卻是不可小覷的。比如對(duì)于下面的具體類，只需選擇對(duì)其實(shí)現(xiàn)有用的函數(shù)即可：

public class NamePrinterZooAdapter extends ZooAdapter {
    @Override
    public void onAnimalAdded (Animal animal) {
        // Print the name of the animal that was added
        System.out.println("Added animal named " + animal.getName());
    }
}

有兩種替代方案同樣可以實(shí)現(xiàn)適配器類的功能：一是使用默認(rèn)函數(shù)；二是把監(jiān)聽器接口和適配器類合并到一個(gè)具體類中。默認(rèn)函數(shù)是Java8新提出的，在接口中允許開發(fā)者提供默認(rèn)（防御）的實(shí)現(xiàn)方法。

Java庫(kù)的這一更新主要是方便開發(fā)者在不改變老版本代碼的情況下，實(shí)現(xiàn)程序擴(kuò)展，因此應(yīng)該慎用這個(gè)方法。部分開發(fā)者多次使用后，會(huì)感覺這樣寫的代碼不夠?qū)I(yè)，而又有開發(fā)者認(rèn)為這是Java8的特色，不管怎樣，需要明白這個(gè)技術(shù)提出的初衷是什么，再結(jié)合具體問(wèn)題決定是否要用。使用默認(rèn)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的ZooListener接口代碼如下示：

public interface ZooListener {
    default public void onAnimalAdded (Animal animal) {}
    default public void onAnimalRemoved (Animal animal) {}
}

通過(guò)使用默認(rèn)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)該接口的具體類，無(wú)需在接口中實(shí)現(xiàn)全部函數(shù)，而是選擇性實(shí)現(xiàn)所需函數(shù)。雖然這是接口膨脹問(wèn)題一個(gè)較為簡(jiǎn)潔的解決方案，開發(fā)者在使用時(shí)還應(yīng)多加注意。

第二種方案是簡(jiǎn)化觀察者模式，省略了監(jiān)聽器接口，而是用具體類實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽器的功能。比如ZooListener接口就變成了下面這樣：

public class ZooListener {
    public void onAnimalAdded (Animal animal) {}
    public void onAnimalRemoved (Animal animal) {}
}

這一方案簡(jiǎn)化了觀察者模式的層次結(jié)構(gòu)，但它并非適用于所有情況，因?yàn)槿绻驯O(jiān)聽器接口合并到具體類中，具體監(jiān)聽器就不可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)聽接口了。例如，如果AnimalAddedListener和AnimalRemovedListener接口寫在同一個(gè)具體類中，那么多帶帶一個(gè)具體監(jiān)聽器就不可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口了。此外，監(jiān)聽器接口的意圖比具體類更顯而易見，很顯然前者就是為其他類提供接口，但后者就并非那么明顯了。

如果沒有合適的文檔說(shuō)明，開發(fā)者并不會(huì)知道已經(jīng)有一個(gè)類扮演著接口的角色，實(shí)現(xiàn)了其對(duì)應(yīng)的所有函數(shù)。此外，類名不包含adapter，因?yàn)轭惒⒉贿m配于某一個(gè)接口，因此類名并沒有特別暗示此意圖。綜上所述，特定問(wèn)題需要選擇特定的方法，并沒有哪個(gè)方法是萬(wàn)能的。

在開始下一章前，需要特別提一下，適配器在觀察模式中很常見，尤其是在老版本的Java代碼中。Swing API正是以適配器為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，正如很多老應(yīng)用在Java5和Java6中的觀察者模式中所使用的那樣。zoo案例中的監(jiān)聽器或許并不需要適配器，但需要了解適配器提出的目的以及其應(yīng)用，因?yàn)槲覀兛梢栽诂F(xiàn)有的代碼中對(duì)其進(jìn)行使用。下面的章節(jié)，將會(huì)介紹時(shí)間復(fù)雜的監(jiān)聽器，該類監(jiān)聽器可能會(huì)執(zhí)行耗時(shí)的運(yùn)算或進(jìn)行異步調(diào)用，不能立即給出返回值。

關(guān)于觀察者模式的一個(gè)假設(shè)是：執(zhí)行一個(gè)函數(shù)時(shí)，一系列監(jiān)聽器會(huì)被調(diào)用，但假定這一過(guò)程對(duì)調(diào)用者而言是完全透明的。例如，客戶端代碼在Zoo中添加animal時(shí)，在返回添加成功之前，并不知道會(huì)調(diào)用一系列監(jiān)聽器。如果監(jiān)聽器的執(zhí)行需要時(shí)間較長(zhǎng)（其時(shí)間受監(jiān)聽器的數(shù)量、每個(gè)監(jiān)聽器執(zhí)行時(shí)間影響），那么客戶端代碼將會(huì)感知這一簡(jiǎn)單增加動(dòng)物操作的時(shí)間副作用。

本文不能面面俱到的討論這個(gè)話題，下面幾條是開發(fā)者調(diào)用復(fù)雜的監(jiān)聽器時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)：

監(jiān)聽器啟動(dòng)新線程。新線程啟動(dòng)后，在新線程中執(zhí)行監(jiān)聽器邏輯的同時(shí)，返回監(jiān)聽器函數(shù)的處理結(jié)果，并運(yùn)行其他監(jiān)聽器執(zhí)行。

Subject啟動(dòng)新線程。與傳統(tǒng)的線性迭代已注冊(cè)的監(jiān)聽器列表不同，Subject的notify函數(shù)重啟一個(gè)新的線程，然后在新線程中迭代監(jiān)聽器列表。這樣使得notify函數(shù)在執(zhí)行其他監(jiān)聽器操作的同時(shí)可以輸出其返回值。需要注意的是需要一個(gè)線程安全機(jī)制來(lái)確保監(jiān)聽器列表不會(huì)進(jìn)行并發(fā)修改。

隊(duì)列化監(jiān)聽器調(diào)用并采用一組線程執(zhí)行監(jiān)聽功能。將監(jiān)聽器操作封裝在一些函數(shù)中并隊(duì)列化這些函數(shù)，而非簡(jiǎn)單的迭代調(diào)用監(jiān)聽器列表。這些監(jiān)聽器存儲(chǔ)到隊(duì)列中后，線程就可以從隊(duì)列中彈出單個(gè)元素并執(zhí)行其監(jiān)聽邏輯。這類似于生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題，notify過(guò)程產(chǎn)生可執(zhí)行函數(shù)隊(duì)列，然后線程依次從隊(duì)列中取出并執(zhí)行這些函數(shù)，函數(shù)需要存儲(chǔ)被創(chuàng)建的時(shí)間而非執(zhí)行的時(shí)間供監(jiān)聽器函數(shù)調(diào)用。例如，監(jiān)聽器被調(diào)用時(shí)創(chuàng)建的函數(shù)，那么該函數(shù)就需要存儲(chǔ)該時(shí)間點(diǎn)，這一功能類似于Java中的如下操作：

public class AnimalAddedFunctor {
    private final AnimalAddedListener listener;
    private final Animal parameter;
    public AnimalAddedFunctor (AnimalAddedListener listener, Animal parameter) {
        this.listener = listener;
        this.parameter = parameter;
    }
    public void execute () {
        // Execute the listener with the parameter provided during creation
        this.listener.updateAnimalAdded(this.parameter);
    }
}

函數(shù)創(chuàng)建并保存在隊(duì)列中，可以隨時(shí)調(diào)用，這樣一來(lái)就無(wú)需在遍歷監(jiān)聽器列表時(shí)立即執(zhí)行其對(duì)應(yīng)操作了。一旦每個(gè)激活監(jiān)聽器的函數(shù)都?jí)喝腙?duì)列中，“消費(fèi)者線程”就會(huì)給客戶端代碼返回操作權(quán)。之后某個(gè)時(shí)間點(diǎn)“消費(fèi)者線程”將會(huì)執(zhí)行這些函數(shù)，就像在監(jiān)聽器被notify函數(shù)激活時(shí)執(zhí)行一樣。這項(xiàng)技術(shù)在其他語(yǔ)言中被叫作參數(shù)綁定，剛好適合上面的例子，技術(shù)的實(shí)質(zhì)是保存監(jiān)聽器的參數(shù)，execute()函數(shù)再直接調(diào)用。如果監(jiān)聽器接收多個(gè)參數(shù)，處理方法也類似。

需要注意的是如果要保存監(jiān)聽器的執(zhí)行順序，則需要引入綜合排序機(jī)制。方案一中，監(jiān)聽器按照正常的順序激活新線程，這樣可以確保監(jiān)聽器按照注冊(cè)的順序執(zhí)行。方案二中，隊(duì)列支持排序，其中的函數(shù)會(huì)按照進(jìn)入隊(duì)列的順序執(zhí)行。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，開發(fā)者需要重視監(jiān)聽器多線程執(zhí)行的復(fù)雜程度，加以小心處理以確保實(shí)現(xiàn)所需的功能。

觀察者模式在1994年被寫進(jìn)書中以前，就已經(jīng)是主流的軟件設(shè)計(jì)模式了，為軟件設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題提供了很多令人滿意的解決方案。Java一直是使用該模式的引領(lǐng)者，在其標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中封裝了這一模式，但是鑒于Java更新到了版本8，十分有必要重新考查經(jīng)典模式在其中的使用。隨著lambda表達(dá)式和其他新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，這一“古老的”模式又有了新的生機(jī)。無(wú)論是處理舊程序還是使用這一歷史悠久的方法解決新問(wèn)題，尤其對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的Java開發(fā)者來(lái)說(shuō)，觀察者模式都是開發(fā)者的主要工具。

(編譯自：https://dzone.com/articles/the-observer-pattern-using-modern-java)

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