设计模式的C实现(2)——观察者模式

作者：[e-mail]

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今天学习观察者模式。

观察者模式的定义：观察者模式定义了对象之间的一对多以来， 这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。

观察者模式应用很广泛。在Linux内核中的notifier chain即可看作是观察者模式。那么下面就看看notifier chain的如何实现的观察者模式。

kernel中有很多模块都需要了解网络接口的状态，这时就是观察者模式大显身手的时候了。这里，网络接口就是观察者模式中的subject，而需要了解其状态变化的其它模块，即为设计模式中的observer。当网络接口状态发生变化时，由接口主动通知所有observer。对于网络接口来说，它不知道observer是谁，对于状态变化observer如何处理，它所要做的就是将状态变化信息通知observer。而observer可以任意加入或者离开subject，对于它来说，这个是自由的。它只需告诉subject，现在我要关心你的状态，有情况通知我。而离开时，则通知subject，不要再发消息给我。

下面就以网络接口状态这一情况，来说明一下kernel中的notifier chain是如何实现的。

首先需要为网络接口定义一个notifier head。

static RAW_NOTIFIER_HEAD(netdev_chain);

其类型很简单

struct raw_notifier_head {
    struct notifier_block __rcu *head;
};

只是一个struct notifier_block的头结点。

节点的具体结构：

struct notifier_block {
    int (*notifier_call)(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
    struct notifier_block __rcu *next;
    int priority;
};

从这个struct notifier_block可以看出，其为一个优先级单链表，而notifier_call为observer的回调函数。即观察者模式中observer的处理事件的函数。

以ARP模块为例，在ARP模块的初始化函数中arp_init中，它通过调用register_netdevice_notifier表示它对网络接口这个subject感兴趣，通过比较优先级，将arp_netdev_notifier作为一个节点挂在了netdev_chain的链表上。

那么当网络接口状态发生变化时，如网络接口变为UP状态时，就通过call_netdevice_notifiers(NETDEV_PRE_UP, dev);通知所有注册的observer，某个dev的发生NETDEV_PRE_UP的状态变化。

因为今天主要说的是设计模式，而非notifier chain的实现，所有具体代码还是请参考linux代码。这部分代码很简单，比较容易看懂。

Note：

对于设计模式，我一直认为不要去生搬硬套的去使用设计模式，更无需去记住哪个模式的名字是什么，特性是什么。无论是什么语言，我们只需记住封装变化，保持灵活。设计模式要信手拈来，领会思想，灵活使用。

参考：

1. 《设计模式——可复用面向对象软件的基础》

2. 《Head First 设计模式》