C#观察者模式应用

一、什么是观察者模式

二、C#中观察者模式的实现

三、两种实现的用法

1、事件与委托

2、IObserver和IObservable

四、参考文献

一、什么是观察者模式

观察者（Observer）模式的定义：指多个对象间存在一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。这种模式有时又称作发布-订阅模式（Publish-Subscribe）、模型-视图(Model-View)模式、源监听器（Source-Listener）或者从属者模式，它是对象行为型模式。

模型（Model） -发布者是数据源，模型层，程序员编写程序应有的功能（实现算法等等）、数据库专家进行数据管理和数据库设计(可以实现具体的功能)。
视图（View） -监听者是视图层，界面设计人员进行图形界面设计。

观察者模式是一种对象行为型模式，其主要优点如下。

降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。符合依赖倒置原则。
目标与观察者之间建立了一套触发机制。

它的主要缺点如下。

目标与观察者之间的依赖关系并没有完全解除，而且有可能出现循环引用。
当观察者对象很多时，通知的发布会花费很多时间，影响程序的效率。

二、C#中观察者模式的实现

C#语言，其事件和委托本身就是观察者模式的基本实现。除此之外，属性修改通知以及属性依赖等也是观察者模式的用途之一，在WinForm或者WPF中，通常将集合类控件，绑定到集合上，当集合数据发生变化时，绑定的控件能够得到通知，并且能够自动刷新界面。

在C#中使用观察者模式，除了常用的event事件之外，还可以通过IObservable<T>和IObserver<T>两个接口来实现事件流模式，看起来有些复杂，但是这种方式有很多优点，并且很容易能跟Reactive Extensions框架配合。最后讲述了Observerable集合BindingList<T>和ObservableCollection<T>，他们不是线程安全的，使用的时候需要注意多线程读写的问题，这两个集合通常跟配套的支持集合的控件来绑定使用，这样能做到当集合数据发生变化时，对应的界面能够自动刷新。

在软件世界也是这样，例如，Excel 中的数据与折线图、饼状图、柱状图之间的关系；MVC 模式中的模型与视图的关系；事件模型中的事件源与事件处理者。所有这些，如果用观察者模式来实现就非常方便。

C#的设计者通过关键字event来简化对观察者模式的使用。它的基本用法是，首先使用event关键字定义事件，然后注册事件回调方法EventHandler，回调方法通常包含两个参数，一个object类型的sender和一个继承自EventArgs的参数，该参数携带一些触发事件的必要信息。

三、两种实现的用法

1、事件与委托

event事件其实是对委托的包装。对event的包装成为EventHandler，有泛型和非泛型版本，泛型主要是继承自EventArgs的类型。具体使用可以了解如何使用event定义事件。并且由此了解Action Func的用法，加深对委托的理解。

2、IObserver<T>和IObservable<T>

如果将一个List<T>绑定到WinForm或者WPF中的ListBox，当List发送改变的时候，UI不会更新，这是因为List<T>并不支持Observer模式。当然如果单个对象发生改变，但整个List并没有事件能够向外通知其内容发送了改变。诚然我们可以对List进行包装，在Add或者Remove方法里添加事件通知，可以但没必要，在WinForm和WPF中都有Observable集合，他们分别是BindingList<T>和ObservableCollection<T>。

这两个集合类型表现起来就跟Collection<T>一样，但是他提供了额外的通知。比如，对于UI组件，当绑定的集合发送改变时，UI会自动进行更新。ObservableCollection<T>实现了INotifyCollectionChanged接口，所以他有CollectionChanged事件。这个时间会告知集合发生了什么改变，并且会提供旧的和新的元素，以及旧的和新的元素在集合中的位置，换句话说，根据事件我们能够正确的重新绘制ListBox或者其他集合组件。

需要注意的是BindingList<T>和ObservableCollection<T>都不是线程安全的集合，因此在多线程读写集合的时候，需要特别注意。一种方式是继承自Observable集合，然后对一些写入操作加锁。另外一种方法是继承自ConcurrentBag<T>，然后实现INotifyCollectionChanged接口。相对而言，第一种方式简单一些。

IObservable<T>和IObserver<T> 类型的代码

Weather weather = new Weather() {  Teapreture=new WeatherData { temperature="25度"} };
Person wanglin = new Person() { Name="王玲"};
Person mulan = new Person() { Name = "木兰" };
weather.Subscribe(wanglin);///Subscribe 等同于 事件的"+"
weather.Subscribe(mulan);//
weather.NotifyTeapreture();//公告温度
Console.Read();
/// <summary>
/// 订阅者
/// </summary>
public class Person : IObserver<WeatherData>
{//关注温度
    public string Name { get; set; }
    public void OnCompleted()
    {
        Console.WriteLine(" ");
    }

    public void OnError(Exception error)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }

    public void OnNext(WeatherData value)
    {
        Console.WriteLine($"我{Name}知道今天的天气了，是{value.temperature}");

    }
}
/// <summary>
/// 数据
/// </summary>
public class WeatherData
{
    /// <summary>
    /// 气温
    /// </summary>
    public string temperature { get; set; }
    /// <summary>
    /// 湿度
    /// </summary>
    public string humility { get; set; }
    /// <summary>
    /// 气压
    /// </summary>
    public string pressure { get; set; }
}
/// <summary>
/// 发布者
/// </summary>
public class Weather : IObservable<WeatherData>
{
    //提供温度 数据
    public WeatherData Teapreture { get; set; }
    private List<IObserver<WeatherData>> subsribers = new List<IObserver<WeatherData>>();
    public IDisposable Subscribe(IObserver<WeatherData> observer)
    {
        if (!subsribers.Contains(observer))
        {
            subsribers.Add(observer);

        }
        return new UnSubsribe(this, observer);
    }
    class UnSubsribe : IDisposable
    {
        private Weather weather;
        private IObserver<WeatherData> observer;

        public UnSubsribe(Weather weather, IObserver<WeatherData> observer)
        {
            this.weather = weather;
            this.observer = observer;
        }

        public void Dispose()
        {
            weather.subsribers.Remove(observer);
        }
    }
    public void NotifyTeapreture()
    {
        foreach (var item in subsribers)
        {
            item.OnNext(Teapreture);
        }
    }
    public void OnComplete()
    {
        foreach (var item in subsribers)
        {
            item.OnCompleted();
        }
    }

}