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 {

}

回调测试：

public static void main(String[] args) {

Caller call = new Caller()

call.call(new ICallBack(){

控制台输出：

start...

终于回调成功了！

end...

还有一种写法

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：

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

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

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()

}

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 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(){

}

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

/**

}

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。

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化

public class Singleton1 {

//私有的默认构造子

private Singleton1() {}

//已经自行实例化

private static final Singleton1 single = new Singleton1()

//静态工厂方法

public static Singleton1 getInstance() {

return single

}

}

2.懒汉式单例类

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化

public class Singleton2 {

//私有的默认构造子

private Singleton2() {}

//注意，这里没有final

private static Singleton2 single=null

//静态工厂方法

public synchronized static Singleton2 getInstance() {

if (single == null) {

single = new Singleton2()

}

return single

}

}

//对懒汉式单例的改进(错误的改进)

//实际上，只有在第一次创建对象的时候需要加锁，之后就不需要了 ，这样可以提升性能

public synchronized static Singleton2 getInstance() {

if (instance == null) {

synchronized(instance){ //锁住当前实例对象

if(instance == null){

instance = new Singleton2()

}

}

}

return instance

}

错误原因：

a>A、B线程同时进入了第一个if判断

b>A首先进入synchronized块，由于instance为null，所以它执行instance = new Singleton()

c>由于JVM内部的优化机制，JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时JVM没有开始初始化这个实例），然后A离开了synchronized块。

d>B进入synchronized块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。

e>此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。

正确改进（使用内部类）：

JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，

并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题。

同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了低性能问题

public?class?Singleton?{??

??

/*?私有构造方法，防止被实例化?*/??

private?Singleton(){

}

/*?此处使用一个内部类来维护单例?*/??

private?static?class?SingletonFactory?{??

private?static?Singleton?instance?=?new?Singleton()??

}

/*?获取实例?*/??

public?static?Singleton?getInstance()?{??

return?SingletonFactory.instance??

}

/*?如果该对象被用于序列化，可以保证对象在序列化前后保持一致?*/??

public?Object?readResolve()?{??

return?getInstance()??

}

}

其实说它完美，也不一定，如果在构造函数中抛出异常，实例将永远得不到创建，也会出错？？？？

第二种改进：

因为我们只需要在创建类的时候进行同步，所以只要将创建和getInstance()分开，

单独为创建加synchronized关键字，也是可以的

public class Singleton {

private static Singleton instance=null

private Singleton(){}

private static synchronized void Init(){

if(instance==null)

instance=new Singletion()

}

public static Singleton getInstance(){

if(instance==null){

Init()

}

return instance

}

}

3.登记式单例类

import java.util.HashMap

import java.util.Map

//登记式单例类.

//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。

public class Singleton3 {

private static Map<String,Singleton3>map = new HashMap<String,Singleton3>()

static{

Singleton3 single = new Singleton3()

map.put(single.getClass().getName(), single)

}

//保护的默认构造子

protected Singleton3(){}

//静态工厂方法,返还此类惟一的实例

public static Singleton3 getInstance(String name) {

if(name == null) {

name = Singleton3.class.getName()

System.out.println("name == null"+"--->name="+name)

}

if(map.get(name) == null) {

try {

map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance())

} catch (InstantiationException e) {

e.printStackTrace()

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace()

} catch (ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace()

}

}

return map.get(name)

}

//一个示意性的商业方法

public String about() {

return "Hello, I am RegSingleton."

}

public static void main(String[] args) {

Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null)

System.out.println(single3.about())

}

}