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观察者模式(发布-订阅)

 
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由于网站带有弱sns功能,因此需要设计关注和被关注的消息或是动作通知,那么将这个需求抽象出来的时候就会发现正好符合java中发布订阅模式。

一、概述
Java 的设计模式很多,观察者模式被称为是模式中的皇后,而且Java jdk也对它做了实现,可见该设计模式的重要位置。在图形化设计的软件中,为了实现视图和事件处理的分离,大多都采用了Observer模式,比如 Java的Swing,Flex的ActionScript等。在现实的应用系统中也有好多应用,比如像当当网、京东商城一类的电子商务网站,如果你对某 件商品比较关注,可以放到收藏架,那么当该商品降价时,系统给您发送站内消息、手机短信、邮件。这就是观察者模式的一个典型应用,商品是被观察者,关注该商品的客户 就是观察者。

GoF说道:Observer模式的意图是“定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新”。参见下图:




可以看出来,观察者模式,是一种一对多的关系,即多个观察者监听一个主题。

 

二、示例代码

商品价格打折后,所有关注、收藏该商品的用户都收到相关的信息提醒。

角色:

1)商品:被观察者;

2)用户:观察者

 

1.商品(发布者)

 

    import java.util.ArrayList;  
    import java.util.Iterator;  
    import java.util.List;  
      
    /** 
     * 商品-发布者 
     * @author Administrator 
     * 
     */  
    public class Product {  
        private String name;  
        private double price;  
        private List<Observer> focusUsers;//观察者集合  
          
        /** 
         * 价格折扣 
         * @param off 
         */  
        public synchronized void payOff(double off){  
            this.price = getPrice() * (1 - off);          
            StringBuffer msg = null;  
              
            if(focusUsers != null && !focusUsers.isEmpty()){  
                Iterator it = focusUsers.iterator();  
                while(it.hasNext()){  
                    Observer user = (Observer)it.next();  
                      
                    String msgPart = ", "+ this.getName() +"的价格 "+ this.getPrice() +", 价格折扣 "+ off * 100 +"%!";  
                    msg = new StringBuffer();  
                    msg.append("~~~~ 您好 "+ user.getName());  
                    msg.append(msgPart);  
                      
                    user.notify(msg.toString());//发送提醒  
                }  
            }  
        }  
          
        /** 
         * 添加关注用户 
         * @param user 
         */  
        public void addFocusUsers(User user) {  
            this.getFocusUsers().add(user);  
        }  
        /** 
         * 删除关注用户 
         * @param user 
         */  
        public void delFocusUser(User user) {  
            this.getFocusUsers().remove(user);  
        }  
          
          
        public Product(){  
            focusUsers = new ArrayList<Observer>();  
        }  
          
        public String getName() {  
            return name;  
        }  
        public void setName(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
        public double getPrice() {  
            return price;  
        }  
        public void setPrice(double price) {  
            this.price = price;  
        }  
          
          
        public List<Observer> getFocusUsers() {  
            return focusUsers;  
        }  
        public void setFocusUsers(List<Observer> focusUsers) {  
            this.focusUsers = focusUsers;  
        }  
          
    }  

 

 

2.观察者(订阅者)接口

 

    /** 
     * 观察者(订阅者)接口 
     * @author Administrator 
     * 
     */  
    public interface Observer {  
          
        public void notify(String msg);  
          
        public String getName();  
          
    }  

 

 

3.观察者(订阅者)

 

import java.util.HashSet;  
import java.util.Set;  
  
/** 
 * 观察者(订阅者) 
 * @author Administrator 
 * 
 */  
public class User implements Observer {  
    private String name;  
    private Set<Product> focusPdts;  
      
    /** 
     * 通知方法 
     */  
    public void notify(String msg){  
        System.out.println(msg);  
    }  
      
    public User(){  
        focusPdts = new HashSet<Product>();  
    }  
      
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public Set<Product> getFocusPdts() {  
        return focusPdts;  
    }  
    public void setFocusPdts(Set<Product> focusPdts) {  
        this.focusPdts = focusPdts;  
    }     
      
} 

 

 

4.client端调用

 

    public class client {  
      
        /** 
         * @param args 
         */  
        public static void main(String[] args) {  
            //产品  
            Product mobile = new Product();  
            mobile.setName("SAMSUNG手机");  
            mobile.setPrice(2000);  
              
            Product book = new Product();  
            book.setName("JAVA设计模式");  
            book.setPrice(80);  
              
            //用户  
            User user1 = new User();  
            user1.setName("张三");  
            user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机  
            //user1.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式  
              
            User user2 = new User();  
            user2.setName("李四");  
            user2.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机  
            user2.getFocusPdts().add(book);//关注JAVA设计模式  
              
            //建立商品和订阅者关联  
            mobile.getFocusUsers().add(user1);  
            book.getFocusUsers().add(user1);  
            book.getFocusUsers().add(user2);  
              
            //产品打折,发送站内信提醒  
            mobile.payOff(0.1);  
            book.payOff(0.2);  
        }  
      
    }  

 

 

三、功能设计

常用的处理方式:

将数据库作为数据存储的介质,消息提醒数据保存在数据库表中,采用定时任务的方式来汇总和发送。具体流程:

1.存储用户-关注关联数据

将用户和所关注的数据存储到一张“用户-关注商品关联表”;

 

2.执行汇总任务

商品打折时,触发汇总任务,遍历“用户-关注商品“关联表,将符合发送条件的记录汇总到”提醒消息表“;数据量巨大的情况下,可采用在“用户-关注商品关联表”冗余字段的方式,不再创建”提醒消息表“减小数据量。

 

3.发送折扣提醒消息

遍历”提醒消息表“并发送,发送完成后,将记录标示为已发送。

 

四、设计分析

如果系统的用户、商品数量都很大,这种情况下如何设计功能更合理呢,个人认为有几点需要关注:

1)响应及时性

2)数据的持久性

3)web层压力

4)数据库层压力

5)系统资源的消耗

 

内存方式:   采用观察者模式,将关注用户保存在商品对象中,也就是存储在java 堆中。

数据库方式:采用传统关系型数据,例如mysql等。

 


项目

内存

数据库

分析

响应及时性

较好

较差

内存操作比起数据库操作肯定性能上好很多

数据的持久性

较差

较好

如果出现宕机等故障,内存数据会被清空,导致整个功能异常。

所以说数据仅保存在内存有缺陷,将内存数据持久化到数据库中做备份是较完备的方案,具体实现暂不讨论。

web层压力

较大

中等

由于用户和商品数量巨大,商品-内存关联数据保存在内存中对系统内存消耗较大,假如1000W用户,每个用户关注10个商品的话,每条记录100Byte,那么大致占用10G左右,直觉上对内存占用较大,会影响整个系统的表现。

数据库层压力

较大

用户-商品关注关联表,约1亿条数据。发送提醒消息和更改发送标示需要1次读操作、1次写操作,对数据的存储和数据库的压力都是一个挑战。另外,实现上肯定要采用缩小每次读写操作的数据集的方式。

系统资源消耗

中等

中等

内存方式,对系统内存占用较大,但对其他系统资源消耗不大。数据库方式,对系统的数据库层有较大的压力。

 

通过以上分析,发现两种方式都有比较大的问题,那是否可以采用key-value型内存软件加持久数据到数据库中的方式来实现呢?
1)key-value型内存操作比直接数据库操作(磁盘io)操作性能上好很多;
2)将内存数据保存1份到数据库应对内存失效问题,采用异步持久化方式可减小对系统整体资源的消耗。
 

 

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评论
8 楼 orangebook 2015-09-14  
对于初学者来说,这样编写可能会误导,理解更烦锁。
7 楼 charles751 2013-08-12  
zld406504302 写道
想法不错,不过设计上个人感觉有些问题。
Product 与 user 形成了多对多的依赖,这样user 信息就会通过Product 彼此暴露


你认为比较好的方式是什么呢?
6 楼 zld406504302 2013-08-12  
想法不错,不过设计上个人感觉有些问题。
Product 与 user 形成了多对多的依赖,这样user 信息就会通过Product 彼此暴露
5 楼 charles751 2013-08-11  
zczh3 写道
zczh3 写道
user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机 

这种接口,只能称为产品集合中添加产品

个人觉得,真正的关注只应该有两个对象,对象A关注了B
接口应该设计成A.focusOn(B)

按照这样设计后,

        //建立商品和订阅者关联   
        mobile.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user2);  


这些语句不应该直接呈现给客户端,而是将这个语句纳入focusOn语句内,否则难道让客户端理解为:产品还要关注用户吗?

理解不一定正确,请斧正哈



补充一下,比如我在关注博主,难道还要求博主再将我加一下关注列表



对你比较纠结的解释:
这句是为了让用户方便看到他所关注的商品列表,和观察者模式无关。

“比如我在关注博主,难道还要求博主再将我加一下关注列表”
貌似看上去没问题,但你没有真正理解“为什么需要用户对象中还要保存关注产品”。

客户端是应用程序的调用,你认为是什么样的客户端呢?

4 楼 zczh3 2013-08-09  
zczh3 写道
user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机 

这种接口,只能称为产品集合中添加产品

个人觉得,真正的关注只应该有两个对象,对象A关注了B
接口应该设计成A.focusOn(B)

按照这样设计后,

        //建立商品和订阅者关联   
        mobile.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user2);  


这些语句不应该直接呈现给客户端,而是将这个语句纳入focusOn语句内,否则难道让客户端理解为:产品还要关注用户吗?

理解不一定正确,请斧正哈



补充一下,比如我在关注博主,难道还要求博主再将我加一下关注列表
3 楼 zczh3 2013-08-09  
user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机 

这种接口,只能称为产品集合中添加产品

个人觉得,真正的关注只应该有两个对象,对象A关注了B
接口应该设计成A.focusOn(B)

按照这样设计后,

        //建立商品和订阅者关联   
        mobile.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user1);   
        book.getFocusUsers().add(user2);  


这些语句不应该直接呈现给客户端,而是将这个语句纳入focusOn语句内,否则难道让客户端理解为:产品还要关注用户吗?

理解不一定正确,请斧正哈
2 楼 charles751 2013-08-08  
duxitao 写道
博主您好,请问这句有什么作用  
    user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机   
没有这一句,商品打折是也可以通知到用户的


你说的没错。
这句是为了让用户方便看到他所关注的商品列表,和观察者模式无关。
1 楼 duxitao 2013-08-08  
博主您好,请问这句有什么作用  
    user1.getFocusPdts().add(mobile);//关注某一款三星手机   
没有这一句,商品打折是也可以通知到用户的

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