[Design Pattern] Observer Pattern

# 개요 

한 쪽의 오브젝트가 변화가 있을 때, 다른 오브젝트들이 노티아야 할 때 사용하는 패턴

 

Observer Pattern은 아래와 같은 상황을 해결하기 위해 사용된다. 

아래의 예시에서 WeatherData는 WeatherStation으로부터 날씨 데이터를 받아서 Device에 전달한다. 

WeatherStation으로부터 날씨 변화를 받기 위해서는 아래 구조에서 measurementChanged 부분을 구현해야 한다. 

    > 날씨 데이터의 구성 요소가 변하는 것에도 대응할 수 있어야 하고 확장성도 고려해야 한다. 

이를 위해 아래와 같이 update함수를 고려해 볼 수 있다. 

하지만 변수가 늘어나거나 Display에 변경이 있을 때 마다 매번 코드를 수정해줘야 한다. 

public class WeatherData {

	// instance variable declarations
	
	public void measurementsChanged() {

		float temp = getTemperature();
		float humidity = getHumidity();
		float pressure = getPressure();

		// 아래 부분이 변동성이 높음
		currentConditionDisplay.update(temp, humidity, pressure);
		statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
		forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
	}
    
	// other WeatherData methods here
}

# Observer Pattern

publish / subscribe 모델이라고도 부른다. 

 

신문사과 신문구독자로 생각하면 이해하기 쉽다. 

    - 신문사는 구독자에게 새로운 신문이 나올때마다 알려준다. 

    - 구독을 해지하면 더이상 알려주지 않는다. 

 

클래스 다이어그램으로 표현해보면 다음과 같다. 

- Subject (publisher)쪽은 구독신청, 해지, 알림에 대한 API를 제공한다. (ConcreteSubject에서 구현)

- Observer쪽은 update API만 제공하면 된다. (ConcreteObserver에서 구현)

- ConcreteSubject는 ConcreteObserver쪽에 대한 지식이 전혀 없다. (Interface로만 통신하므로)

Observer Pattern은 잘 쓰면 커플링을 줄여준다. 

 

# 구현

Interface

public interface Subject {
	public void registerObserver(Observer o);
	public void removeObserver(Observer o);
	public void notifyObservers();
}

public interface Observer {
	public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
	public void display();
}

ConcreteSubject

- setMeasurements는 테스트를 쉽게 하기위한 helper method

public class WeatherData implements Subject {
	private ArrayList observers;
	private float temperature;
	private float humidity;
	private float pressure;
    
	public WeatherData() {
		observers = new ArrayList();
	}

	public void registerObserver(Observer o) {
		observers.add(o);
	}

	public void removeObserver(Observer o) {
		int i = observers.indexof(o);
		if(i>=0) observers.remove(i);
	}
    
	public void notifyObservers() {
		for(int i = 0; i < observers.size(); i++) {
		Observer observer = (Observer)observers.get(i);
		observer.update(temperature, humidity, pressure);
		}
	}

	public void measurementsChanged() {
		notifyObservers();
	}
    
    // helper method
	public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
		this.temperature = temperature;
		this.humidity = humidity;
		this.pressure = pressure;
		measurementsChanged();
	}
// other WeathreData methods here
}

ConcreteObserver

public class CurrentConditionDisplay implements Observer, DisplayElement {
	private float temperature;
	private float humidity;
	private Subject weatherData;
	
    public CurrentConditionDisplay(Subject weatherData) {
		this.weathreData = weatherData;
		weatherData.registerObserver(this);
	}

	public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
		this.temperature = temperature;
		this.humidity = humidity;
		display();
	}
    
	public void display() {
		System.out.println(“Current conditions: ” + temperature + “F degrees and” + humidity + “% humidity”);
	}
}

# Observable (JAVA)

자바에는 이미 Observable이라는 클래스에 구독, 해지, 노티같은 것들이 이미 구현되어있다. 

Interface도 이미 구현되어있다. 

Publisher는 노티를 보내기전에 Setchanged 함수를 호출해야 한다. 

  - 변화가 있을 때마다 노티를 보내면 오버헤드가 크기때문에 이렇게 설계했다. (git의 commit느낌?)

 

Subscriber는 Observer interface를 구현해야 한다. 

  - 관심있는 데이터를 publisher의 API로 호출하는 방식 (pull)

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
	Observable observable;
	private float temperature;
	private float humidity;
	
    public CurrentConditionsDisplay(Observable observable) {
		this.observable = observerble;
		observable.addObserver(this);
	}

	public void update(Observable obs, Object arg) {
		if(obs instanceof WeatherData) {
			WeatherData weatherData = (WeatherData)obs;
			this.temperature = weatherData.getTemperature();
			this.humidity = weatherData.getHumidity();
			display();
		}
	}

	public void display() {
		System.out.println(“Current conditions: ” + temperature + “F degrees and” + humidity + “% humidity”);
	}
}

# QUIZ

Q1. Observer 패턴에서 약한 커플링 (loose coupling)이 어떻게 달성되는지 간략히 설명하시오. 

A. 커뮤니케이션에 참여하는 두 객체는 인터페이스로만 소통하므로 서로간에 아는 정보가 적음. 

 

Q2. Observer 패턴을 사용할 때, Publisher 역할을 수행하는 객체가 여러 개 있을 수 있는가?

A. Subscriber들이 pull 방식으로 구독신청을 하는 방식이므로 가능하다.  또한 publisher이면서 동시에 subscriber일 수도 있다.