【设计模式深度剖析】【7】【行为型】【观察者模式】

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文章目录

观察者模式
- 英文原文
- 直译
- 如何理解？
观察者模式的角色
- 类图
- 代码示例
观察者模式的应用
- 观察者模式的优点
- 观察者模式的缺点
- 观察者模式的使用场景

观察者模式

观察者模式（Observer Pattern）

观察者（Observer）也称发布-订阅（Publish-Subscribe），依赖（Dependents）。

观察者模式就像是一群订阅了报纸的读者，每当报纸有新版发布（状态更新），就会自动送到这些读者的手中，读者们可以根据自己的兴趣选择阅读哪些内容。这样，读者和报纸之间形成了一种灵活、低耦合的订阅-发布关系。

英文原文

The Observer Design Pattern is a behavioral design patternthat defines a one-to-many dependency between objects so that when one object (the subject) changes state, all its dependents (observers) are notified and updated automatically.

直译

观察者设计模式（Observer Design Pattern）是一种行为设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，以便当一个对象（主题）改变其状态时，其所有依赖者（观察者）都能得到通知并自动更新。

如何理解？

观察者模式就像是一群朋友在关注一个公告板。公告板是被观察者，而朋友们是观察者。当公告板上的内容发生变化（比如有新的活动通知）时，所有关注这个公告板的朋友们（观察者）都会收到通知，并根据通知的内容做出相应的反应（比如参加活动）。这样，即使公告板的内容经常变化，朋友们也不需要一直盯着它看，只要他们关注了公告板，就能在第一时间得到通知。这种模式不仅方便了朋友们获取信息，也减轻了公告板的负担。

观察者模式的角色

观察者模式通常包含以下几个角色：

Subject（主题/被观察者）：它知道有哪些观察者对其感兴趣，并提供了一个接口让观察者能注册自己、移除自己以及通知它们。
Observer（观察者）：为那些在主题状态改变时需要获得通知的对象定义一个更新接口。
ConcreteSubject（具体主题）：保存有关状态的信息，并提供一个接口供观察者查询状态、注册和移除自己。
ConcreteObserver（具体观察者）：实现观察者接口，以便在主题的状态发生改变时得到更新。

类图

在这里插入图片描述

代码示例

package com.polaris.designpattern.list3.behavioral.pattern07.observer.classicdemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

interface Observer {
    void update(String message);
}


interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);

    void removeObserver(Observer observer);

    void notifyObservers(String message);
}

class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers(String message) {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(message);
        }
    }

    // 这里可以添加其他方法来改变状态  
    public void setState(String state) {
        // 状态改变时，通知所有观察者  
        notifyObservers("Subject state has changed to: " + state);
    }
}

class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;

    public ConcreteObserver(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " has been notified: " + message);
    }
}


public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new ConcreteSubject();

        System.out.println("registerObserver: Observer 1, Observer 2...");
        Observer observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");
        Observer observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");

        subject.registerObserver(observer1);
        subject.registerObserver(observer2);

        System.out.println("change subject state...");
        // 改变主题状态，这将触发所有注册的观察者的update方法  
        ((ConcreteSubject) subject).setState("New state");

        // 移除一个观察者
        System.out.println("remove observer1...");
        subject.removeObserver(observer1);

        System.out.println("change subject state...");
        // 再次改变主题状态，只会通知未移除的观察者  
        ((ConcreteSubject) subject).setState("Another new state");
    }
}

/* Output:
registerObserver: Observer 1, Observer 2...
change subject state...
Observer 1 has been notified: Subject state has changed to: New state
Observer 2 has been notified: Subject state has changed to: New state
remove observer1...
change subject state...
Observer 2 has been notified: Subject state has changed to: Another new state
*///~

上面示例当主题的状态改变时，所有注册的观察者都会收到通知并更新它们的状态。当某个观察者被移除后，它将不再收到通知。

观察者模式的应用

图形用户界面（GUI）开发：在GUI中，当用户与界面上的元素（如按钮、文本框）进行交互时，这些元素的状态可能会发生变化。观察者模式可以用于将这些状态变化通知给相应的观察者，触发相应的操作或更新界面。
消息通知系统：在聊天应用、社交媒体平台等需要实时消息传递的场景中，观察者模式可以实现消息的订阅与发布。当有新消息发布时，订阅该消息的观察者将收到通知并进行处理。
股票市场：股票交易所可以充当被观察者，而股票交易员可以充当观察者。当股票的价格、交易量等发生变化时，交易员将接收到通知并采取相应的行动。
日志记录系统：日志记录器可以充当被观察者，而观察者可以是日志分析器、报警系统等。当日志发生变化时，观察者将收到通知并执行相应的操作，如生成报告、发送警报等。