C++屌屌的观察者模式-同步回调和异步回调
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一、概述
说起观察者模式，也是比较简单的一种模式了，稍微工作有1年经验的同学，写起来都是666...
想看观察者模式的说明可以直接上这个地址去看。
本篇文章其实就是一个简单的观察者模式，只是使用了模板的方式，把我们的回调接口进行了参数化，这样有什么好处呢？
好处当然是大大的有了。 平时我们在不同业务逻辑之间写观察者模式呢，都得写好多个，大家有没有发现，所有的被观察者subject其实很多操作都是一样的。
本篇我们带来两种观察者模式：同步观察者和异步观察者
1、同步观察者
顾名思义，同步观察者其实就是不管是谁，触发了subject的update操作，该操作都是同步进行的，他会调用所有的观察者(observer)的onupdate接口，来通知observer处理改变操作。
如效果展示图中的第一个单次拉取页签，当我们点击拉取按钮时，就相当于触发了一次subject对象的update操作
2、异步观察者
异步观察者模式上和同步观察者基本一样，只是在事件处理上有稍微不同
- 执行update操作是由subject自己去完成的
- 调用observer的onupdate回调接口时，处于工作线程中
- subject所有的请求操作都是在工作现场中进行
如效果图所示，定时拉取观察者模式，subject启动了一个后台线程，3秒钟拉取一次数据，并回调到界面
二、效果展示
如下图所示，是一个简单的观察者模式事例。
单次拉取：演示了同步观察者模式
定时拉取：演示了异步观察者模式
工程结构如图所示，这里只把头文件的目录展示出来了。
实现文件的目录和头文件类似，为了截图方便所以做了隐藏操作。
header files目录下有2个虚拟文件夹，分别就是对单次拉取和定时拉取功能的实践
下面我们就来正式开始讲解这个屌屌的观察者模式
三、同步观察者
1、首先就是定义一堆接口和回调参数
struct dataitem
{
std::string strid;
std::string strname;
};
typedef iupdate1<dataitem> isignalobserver;
//单次回调
struct isignal : public subjectbase<isignalobserver>
{
virtual void requestdata() = 0;
};
2、业务观察者
这里我定义了一个signalresponse业务观察者，也就是我们在开发工程中的实际功能类。
class signalresponse : public isignal
{
public:
signalresponse();
~signalresponse();
public:
virtual void requestdata() override;
private:
};
*3、获取观察者指针**
通过一个门面接口获取观察者指针
- 调用isignal的attach接口，就可以把自己添加到观察者列表。
- 调用isignal的requestdata接口，就可以拉取数据。
- 调用isignal的detach接口，就可以把自己从观察者列表中移除。
isignal * getsignalcommon();
4、ui界面
接下来就是写一个ui界面啦，当我们通过上一步调用拉取数据接口后，我们的ui上相应的onupdate接口就会被回调
class signalwidget : public qwidget, public isignalobserver
{
q_object
public:
signalwidget(qwidget * parent = 0);
~signalwidget();
protected:
virtual void onupdate(const dataitem &) override;
private slots:
void on_pushbutton_clicked();
private:
ui::signalwidget *ui;
};
通过以上四步，就可以很方便的实现一个现在业务中的观察者，是不是很简单呢，编写过程中，需要完成这几个地方
- 需要定义我们回调函数的参数结构
- 需要实例化一个被观察者接口类
- 实例化一个业务观察者
- 做一个ui界面，并集成第二步实例化的被观察者的模板参数(接口类)
注意看这里的isignalobserver，是不是很眼熟，其实他就是我们的模板被观察者subjectbase的模板参数。
讲到这里，大家是不是都很关心这个模板观察者到底是何方神圣，居然这么叼。那么接下来就是模板subjectbase出场啦。。。
下面我直接给出代码，学过c++的同学阅读起来应该都不难。
觉着难了就多读几遍
template <typename t>
struct isubject
{
virtual void attach(t * pobserver) = 0;
virtual void detach(t * pobserver) = 0;
};
template <typename p>
struct iupdate1
{
virtual void onupdate(const p& data) = 0;
};
template <typename p1, typename p2>
struct iupdate2
{
virtual void onupdate2(const p1 & p1, const p2 & p2) = 0;
};
template <typename p>
struct iupdate1_p
{
virtual void onupdate(const p * data) = 0;
};
template <typename t>
struct subjectbase
{
public:
virtual void attach(t * pobserver)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
#ifdef _debug
if (m_observers.end() != std::find(m_observers.begin(), m_observers.end(), pobserver))
{
assert(false);
}
#endif // _debug
m_observers.push_back(pobserver);
}
virtual void detach(t * pobserver)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
auto it = std::find(m_observers.begin(), m_observers.end(), pobserver);
if (it != m_observers.end())
{
m_observers.erase(it);
}
else
{
assert(false);
}
}
//protected:
template <typename p>
void updateimpl(const p & data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (t * observer : m_observers)
{
observer->onupdate(data);
}
}
template <typename p>
void updateimpl(p & data)
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
for (t* observer : m_observers)
{
observer->onupdate(data);
}
}
template <typename p1, typename p2>
void updateimpl(const p1& p1, const p2& p2)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (t* observer : m_observers)
{
observer->onupdate2(p1, p2);
}
}
template <typename p1, typename p2>
void updateimpl(p1& p1, p2& p2)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (t* observer : m_observers)
{
observer->onupdate2(p1, p2);
}
}
template <typename p>
void updateimpl(const p * data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (t * observer : m_observers)
{
observer->onupdate(data);
}
}
template <typename p>
void updateimpl(p * data)
{
std::lock_guard<mutex> lg(m_mutex);
for (t* observer : m_observers)
{
observer->onupdate(data);
}
}
protected:
std::mutex m_mutex;
std::list<t *> m_observers;
};
四、异步观察者
异步观察者的实现和同步观察者的结构基本一样，都是使用同样的套路，唯一有区别的地方就是，异步观察者所有的逻辑处理操作都是在工作线程中的。
由于itimersubject和subjectbase很多接口都是一样的，因此我这里就只把差异的部分贴出来。
1、线程
itimersubject对象在构造时，就启动了一个线程，然后在线程中定时执行timernotify函数
itimersubject()
{
m_thread = std::thread(std::bind(&itimersubject::timernotify, this));
}
virtual ~itimersubject()
{
m_thread.join();
}
再来看下定时处理任务这个函数，这个函数本身是用boost的库实现我的，我改成c++11的模式的，新城退出这块有些问题，我没有处理，这个也不是本篇文章的核心要讲解的东西。
怎么优雅的退出std::thread，这个从网上查下资料吧，我能想到的也就是加一个标识，然后子线程去判断。如果大家有更好的办法的话可以私信我，或者在底部留言。
void timernotify()
{
for (;;)
{
//std::this_thread::interruption_point();
bool bnotify = false;
{
std::lock_guard<std::mutex> lg(m_mutex);
bnotify = m_sleeping_observers.size() < m_observers.size() ? true : false;
}
if (bnotify)
{
ontimernotify();
}
//std::this_thread::interruption_point();
std::chrono::milliseconds timespan(gettimerinterval() * 1000); // or whatever
std::this_thread::sleep_for(timespan);
}
}
2、定义一堆接口和回调参数
struct timerdataitem
{
std::string strid;
std::string strname;
};
typedef iupdate1<timerdataitem> itimerobserver;
//定时回调
struct itimer : public itimersubject<itimerobserver, std::string, timerdataitem>{};
3、业务观察者
这里我定义了一个timerresponse业务观察者，也就是我们在开发工程中的实际功能类。
class timerresponse : public itimer
{
public:
timerresponse();
~timerresponse();
protected:
virtual void onnotify() override;
private:
};
timerresponse::onnotify()这个接口的实现就像这样，这里需要注意的一点是，这个函数的执行位于工作线程中，也就意味着ui界面的回调函数也在工作线程中，操作ui界面时，一定需要抛事件到ui线程中。
void timerresponse::onnotify()
{
static int id = 0;
static std::string name = "miki";
id += 1;
timerdataitem item;
std::stringstream ss;
ss << "timer" << id;
item.strid = ss.str();
item.strname = name;
updateimpl(item);
}
onnotify会定时被调用，然后去更新ui上的内容。
4、获取观察者指针
通过一个门面接口获取观察者指针，调用itimer的attach接口把自己添加到观察者列表，然后就可以定时获取到数据，反之也能把自己从观察者列表中移除，并停止接收到数据。
itimer * gettimercommon();
5、ui界面
定时回调功能测试界面
- on_pushbutton_clicked槽函数只是为了把当前线程唤醒，并定时回调
- onupdate属于定时回调接口
class timerwidget : public qwidget, public itimerobserver
{
q_object
public:
timerwidget(qwidget *parent = 0);
~timerwidget();
protected:
virtual void onupdate(const timerdataitem &) override;
private slots:
void on_pushbutton_clicked();
signals:
void rerfushdata(timerdataitem);
private:
ui::timerwidget *ui;
};
上边也强调过了，onupdate的执行是在工作线程中的，因此实现的时候，如果涉及到访问ui界面，一定要注意切换线程
void timerwidget::onupdate(const timerdataitem & item)
{
//注意这里的定时回调都在工作线程中 需要切换到主线程
emit rerfushdata(item);
}
以上讲解就是我们观察者的实现了，如果有疑问欢迎提出
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