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Go語言設計模式之實現觀察者模式解決程式碼臃腫

2022-08-11 22:00:20

引言

我們先來簡單學習一下用 Go 實現觀察者設計模式,給怎麼實現事件驅動程式設計、事件源這些模式做個鋪墊。主要也是我也老沒看設計模式了,一起再複習一下。以前看的設計模式教學都是 Java 的,這次用 Go 實現一番。

觀察者模式

咱們先來看一下觀察者模式的概念,我儘量加一些自己的理解,讓它變成咱們都能理解的大俗話:

概念

觀察者模式 (Observer Pattern),定義物件間的一種一對多依賴關係,使得每當一個物件狀態發生改變時,其相關依賴物件皆得到通知,依賴物件在收到通知後,可自行呼叫自身的處理程式,實現想要乾的事情,比如更新自己的狀態。

釋出者對觀察者唯一瞭解的是它實現了某個介面(觀察者介面)。這種鬆散耦合的設計最大限度地減少了物件之間的相互依賴,因此使我們能夠構建靈活的系統來處理主體的變化。

我的理解

上面這段話看完,相信幾乎對於理解觀察者模式能起到的作用微乎其微,類似於現實職場里加班對專案進度起到的作用一樣,加班的時候誰還沒打過幾把王者榮耀,嘿。下面我用自己的理解再給你們嘮一下。

觀察者模式也經常被叫做釋出 - 訂閱(Publish/Subscribe)模式、上面說的定義物件間的一種一對多依賴關係,一 - 指的是釋出變更的主體物件,多 - 指的是訂閱變更通知的訂閱者物件。

釋出的狀態變更資訊會被包裝到一個物件裡,這個物件被稱為事件,事件一般用英語過去式的語態來命名,比如使用者註冊時,使用者模組在使用者建立好後釋出一個事件 UserCreated 或者 UserWasCreated 都行,這樣從名字上就能看出,這是一個已經發生過的事件。

事件釋出給訂閱者的過程,其實就是遍歷一下已經註冊的事件訂閱者,逐個去呼叫訂閱者實現的觀察者介面方法,比如叫 handleEvent 之類的方法,這個方法的引數一般就是當前的事件物件。

至於很多人會好奇的,事件的處理是不是非同步的?主要看我們的需求是什麼,一般情況下是同步的,即釋出事件後,觸發事件的方法會阻塞等到全部訂閱者返回後再繼續,當然也可以讓訂閱者的處理非同步執行,完全看我們的需求。

大部分場景下其實是同步執行的,單體架構會在一個資料庫事務裡持久化因為主體狀態變更,而需要更改的所有實體類。

微服務架構下常見的做法是有一個事件儲存,訂閱者接到事件通知後,會把事件先存到事件儲存裡,這兩步也需要在一個事務裡完成才能保證最終一致性,後面會再有其他執行緒把事件從事件儲存裡搞到訊息設施裡,發給其他服務,從而在微服務架構下實現各個位於不同服務的實體間的最終一致性。

所以觀察者模式,從程式效率上看,大多數情況下沒啥提升,更多的是達到一種程式結構上的解耦,讓程式碼不至於那麼難維護。

Go 實現觀察者模式

說了這麼多,我們再看下用 Go 怎麼實現最簡單的觀察者模式:

package main
import "fmt"
// Subject 介面,它相當於是釋出者的定義
type Subject interface {
	Subscribe(observer Observer)
	Notify(msg string)
}
// Observer 觀察者介面
type Observer interface {
	Update(msg string)
}
// Subject 實現
type SubjectImpl struct {
	observers []Observer
}
// Subscribe 新增觀察者(訂閱者)
func (sub *SubjectImpl) Subscribe(observer Observer) {
	sub.observers = append(sub.observers, observer)
}
// Notify 釋出通知
func (sub *SubjectImpl) Notify(msg string) {
	for _, o := range sub.observers {
		o.Update(msg)
	}
}
// Observer1 Observer1
type Observer1 struct{}
// Update 實現觀察者介面
func (Observer1) Update(msg string) {
	fmt.Printf("Observer1: %sn", msg)
}
// Observer2 Observer2
type Observer2 struct{}
// Update 實現觀察者介面
func (Observer2) Update(msg string) {
	fmt.Printf("Observer2: %sn", msg)
}
func main(){
	sub := &SubjectImpl{}
	sub.Subscribe(&Observer1{})
	sub.Subscribe(&Observer2{})
	sub.Notify("Hello")
}

這就是 Go 實現觀察者模式的程式碼,實際應用的時候,一般會定義個事件匯流排 EventBus 或者事件分發器 Event Dispatcher,來管理事件和訂閱者間的關係和分發事件,它們兩個就是名不一樣,角色定位一樣。

下面看一下用 Go 怎麼實現事件匯流排。

Go 實現事件匯流排

下面我們實現一個支援以下功能的事件匯流排

  • 非同步不阻塞
  • 支援任意引數值

這個程式碼不是我自己寫的,出處見程式碼註釋首行。

程式碼

// 程式碼來自https://lailin.xyz/post/observer.html
package eventbus
import (
	"fmt"
	"reflect"
	"sync"
)
// Bus Bus
type Bus interface {
	Subscribe(topic string, handler interface{}) error
	Publish(topic string, args ...interface{})
}
// AsyncEventBus 非同步事件匯流排
type AsyncEventBus struct {
	handlers map[string][]reflect.Value
	lock     sync.Mutex
}
// NewAsyncEventBus new
func NewAsyncEventBus() *AsyncEventBus {
	return &AsyncEventBus{
		handlers: map[string][]reflect.Value{},
		lock:     sync.Mutex{},
	}
}
// Subscribe 訂閱
func (bus *AsyncEventBus) Subscribe(topic string, f interface{}) error {
	bus.lock.Lock()
	defer bus.lock.Unlock()
	v := reflect.ValueOf(f)
	if v.Type().Kind() != reflect.Func {
		return fmt.Errorf("handler is not a function")
	}
	handler, ok := bus.handlers[topic]
	if !ok {
		handler = []reflect.Value{}
	}
	handler = append(handler, v)
	bus.handlers[topic] = handler
	return nil
}
// Publish 釋出
// 這裡非同步執行,並且不會等待返回結果
func (bus *AsyncEventBus) Publish(topic string, args ...interface{}) {
	handlers, ok := bus.handlers[topic]
	if !ok {
		fmt.Println("not found handlers in topic:", topic)
		return
	}
	params := make([]reflect.Value, len(args))
	for i, arg := range args {
		params[i] = reflect.ValueOf(arg)
	}
	for i := range handlers {
		go handlers[i].Call(params)
	}
}

單測

package eventbus
import (
	"fmt"
	"testing"
	"time"
)
func sub1(msg1, msg2 string) {
	time.Sleep(1 * time.Microsecond)
	fmt.Printf("sub1, %s %sn", msg1, msg2)
}
func sub2(msg1, msg2 string) {
	fmt.Printf("sub2, %s %sn", msg1, msg2)
}
func TestAsyncEventBus_Publish(t *testing.T) {
	bus := NewAsyncEventBus()
	bus.Subscribe("topic:1", sub1)
	bus.Subscribe("topic:1", sub2)
	bus.Publish("topic:1", "test1", "test2")
	bus.Publish("topic:1", "testA", "testB")
	time.Sleep(1 * time.Second)
}

毫不意外這個事件匯流排,只是個例子,咱也不能在專案開發裡使用,這篇文章咱們先搞清概念,我其實前兩天關注了下,沒有發現什麼好用的事件分發、事件匯流排的三方庫,好在實現起來也不難,後面我準備自己寫一個能用的到時候分享給大家,最起碼是在學習、練習專案裡能使用的吧。

總結

今天給大家用大白話瞎嘮了一下觀察者模式的原理和實際怎麼應用,感覺文章的精髓主要在前半部分,可能有的不你還不能理解,後面我會再通過後續文章逐一解釋,其實這些都是事件驅動和事件源這些模式裡的基礎內容。

至於這次給出的程式碼,其實沒啥實戰意義,就是大家先了解一下。Go 裡邊關於事件驅動之類的內容,感覺不多,有 Spring 使用經驗的可以先看看 Spring 提供的@EventListener 註解,需要訂閱者非同步執行可以配合 @Async 註解使用,至於我上面說的需要保證事件釋出的主體和訂閱者的原子性持久化的話,則是通過@Transitional 和 @TransactionalEventListener 結合使用來實現。

以上就是Go語言設計模式之實現觀察者模式解決程式碼臃腫的詳細內容,更多關於Go 觀察者模式的資料請關注it145.com其它相關文章!


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