Práctica 06 - Patrón Observer

La Ventana Indiscreta [1]

[1]En homenaje a la magnífica película del mismo nombre realizada por Alfred Hitchcock en 1954 y protagonizada por un excelso James Stewart.

Introducción

Un problema clásico dentro del ámbito del desarrollo software es el de cómo propagar o notificar cambios de estado que suceden dentro de un determinado módulo software a otros módulos software que necesiten conocer cuáles han sido esos cambios. Este problema es tan recurrente que incluso ha dado lugar a la reciente aparición de un nuevo paradigma de programación, conocido como Reactive Programming, el cual trata de resolver el problema de la propagación de cambios en el procesamiento de flujos (streams) de eventos o datos. Dentro del paradigma de la orientación a objetos, este problema se suele resolver mediante el patrón Observer. Este patrón está presente en multitud de frameworks y librerías (e.g., Swing).

El objetivo general de esta práctica es que el alumno aprenda a instanciar el patrón Observer mediante su aplicación a un problema concreto. La siguiente sección describe los objetivos de esta práctica de manera más detallada.

Objetivos

Los objetivos concretos de esta práctica son:

  1. Comprender el funcionamiento general del patrón Observer.
  2. Comprender que pueden existir observadores de muy distinta naturaleza.
  3. Aprender a instanciar el patrón Observer.

Para alcanzar dichos objetivos, el alumno deberá realizar de forma satisfactoria una serie de actividades relacionadas con el problema que se describe a continuación.

Visualizador Gráfico del Sistema de Archivos Sparrow

Por alguna razón que se desconoce, dentro de la Isla Muerta, localización donde se deberá ejecutar el sistema de archivos Sparrow, si, cuando accedemos a un enlace para recuperar su nombre, la clase correspondiente necesita acceder al elemento referenciado para recuperar su nombre, el rendimiento del sistema se ve gravemente afectado. Mientras los ingenieros de la organización La Perla Negra tratan de resolver este misterio, el cual se cree que tiene su origen en un maldición milenaria difícil de erradicar, se decide que los enlaces del Sistema de Archivos Sparrow almacenen el nombre de los elementos referenciados dentro del propio enlace. Este cambio en el diseño de la aplicación crea un nuevo problema a solventar que es que cuando se cambia el nombre de un elemento X se han de actualizar todos los enlaces que apunten a dicho elemento X.

Además, para facilitar la gestión de los Sistema de Archivos Sparrow, se decide crear el Explorador de Archivos Sparrow, una interfaz gráfica para la visualización y manipulación de estos sistemas de archivos. La Figura 1 ilustra el aspecto de dicha interfaz.

Interfaz Gráfica del Explorador de Archivos Sparrow

Figura 1. Interfaz Gráfica del Explorador de Archivos Sparrow

La interfaz gráfica del Explorador de Archivos Sparrow está compuesta por un visualizador de árboles de archivos (a la izquierda de la Figura 1) más un visualizador de propiedades de un elemento (a la derecha de la Figura 1). El visualizador de árboles se implementa mediante la clase TreeView, proporcionada por la plataforma .NET. Esta clase visualiza una serie de elementos de la clase Node. Para el caso concreto del Sistema de Archivos Sparrow, se ha creado una subclase de esta clase Node denominada SparrowNode.

La clase SparrowNode simplemente añade a la clase Node una referencia al elemento concreto de un Sistema de Archivos Sparrow que visualiza dicho nodo. De esta forma cada elemento de un sistema de archivos es visualizado mediante su correspondiente SparrowNode.

El visualizador de propiedades se implementa mediante un elemento gráfico o widget propio creado a través de la clase SparrowElementViewerCtrl. Esta clase contiene una referencia al elemento del Sistema de Archivos Sparrow cuyas propiedades esté visualizando, más un método interno displayElement que se encarga de refrescar el componente gráfico.

Actualmente tanto los SparrowNode como la clase SparrowElementViewerCtrl no se actualizan cuando el elemento referenciado cambia. Por tanto, se solicita que, mediante la aplicación del patrón Observer, se solvente este problema.

Actividades

El alumno, para alcanzar los objetivos perseguidos, deberá completar las siguientes actividades:

  1. Añadir los enlaces al diseño creado para la práctica del patrón Composite en caso de que los enlaces no estuviesen aún añadidos. Si el alumno no sabe cómo hacerlo, deberá consultarlo con el profesorado de la asignatura, el cual le explicará, con mucho gusto y en detalle, cómo hacerlo.
  2. Hacer que los enlaces guarden dentro su clase, en un atributo, el nombre del elemento al que apuntan.
  3. Convertir los enlaces en observadores de los elementos a los cuales apuntan, de manera que el nombre almacenado pueda actualizarse cuando los elementos enlazados cambien.
  4. Descargar el proyecto proporcionado al final de esta sección, el cual contiene el código inicial del Explorador del Sistema de Archivos Sparrow.
  5. Realizar las modificaciones necesarias en dicho proyecto para que compile y se pueda ejecutar correctamente.
  6. Convertir a las clases SparrowNode y SparrowElementViewerCtrl en observadores de elementos del Sistema de Archivos Sparrow, de manera que cuando estos elementos cambien, dichos cambios se reflejen en la interfaz gráfica.

Nota

Junto con el proyecto moodle se proporciona otro formulario, implementado por la clase FileNameEditor, con el objetivo de permitir que los nombres de los elementos del sistema de archivos visualizado por el Explorador de Archivos Sparrow se puedan visualizar cómodamente. Por limitaciones de este editor, se recomienda no dar el mismo nombre a dos elementos del sistema de archivos, aunque estén sitos en directorios diferentes, ya que dicha situación podría provocar comportamientos anómalos.

Explorador de Archivos Sparrow (.NET Framework)
Proyecto Visual Studio C#, versión .NET Framework, conteniendo la definición de las interfaces gráficas que conformarán el Explorador de Archivos Sparrow.
Explorador de Archivos Sparrow (.NET Core)
Proyecto Visual Studio C#, versión .NET Core, conteniendo la definición de las interfaces gráficas que conformarán el Explorador de Archivos Sparrow.

Criterios de Autoevaluación

  1. Existe una interfaz o clase abstracta que representa a cualquier observador de un elemento Sparrow.
  2. Dicha clase abstracta o interfaz de observación permite notificar cualquier cambio que sea relevante en los objetos observados.
  3. Cada objeto que necesita actualizarse cuando un objeto Sparrow cambia implementa de manera adecuada la interfaz de observación.
  4. Los elementos Sparrow contienen un registro de observadores en el cual es posible tanto darse de alta como de baja.
  5. Todos los observadores de un objeto Sparrow x se registran como observadores en dicho objeto x tan pronto como se establece un vínculo con dicho objeto.
  6. Todos los observadores de un objeto Sparrow x se retiran del registro de observadores tan pronto como un vínculo con dicho objeto x se deshace.
  7. Siempre que hay un cambio relevante en un objeto Sparrow se procede a notificar a sus observadores.
  8. Se evitan de alguna forma bucles infinitos por notificaciones cruzadas.