行为型模式 —— 观察者模式

2023-10-16 17:11:58

观察者模式

1 定义

又称为发布-订阅模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，这个主体对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

2 结构

观察者模式中有如下角色：

抽象主题（抽象被观察者）：抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合中，每个主题都可以有任意数量的观察者，抽象主题人提供一个接口，可以增加和删除观察者对象
具体主题（具体被观察者）：具体主题角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题内部状态发生变化改变时，给所有注册过的观察者发生通知
抽象观察者：是观察者的抽象类，它定义了一个接口，使得在得到主题更改同时时更新自己
具体观察者：实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态

3 实现

微信公众号：在使用微信公众号，大家都会有这样的体验，当你关注的公众号中有新的内容更新的话，它就会推送给关注了该公众号的微信用户，我们使用观察者模式来模拟这样的场景，微信用户就是观察者，微信公众号就是被观察者，有多个微信用户关注了“程序猿”这个公众号。

package 设计模式.行为型模式.观察者模式;
//微信公众号（抽象主题角色）
public interface Subject {
    //添加订阅者（添加观察者）
    void attach(Observer observer);
    //删除订阅者（删除观察者）
    void detach(Observer observer);
    //通知订阅者更新消息
    void notify(String message);
}

package 设计模式.行为型模式.观察者模式;
//用户（抽象观察者）
public interface Observer {
    void update(String message);
}

//具体主题角色
public class SubscriptionSubject implements Subject{
    //定义一个集合，用来存储多个观察者对象
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public void notify(String message) {
        for (Observer observer : observers) {
            //调用观察者对象中的update方法
            observer.update(message);
        }
    }
}

//具体观察者角色
public class WeiXinUser implements Observer{
    private String name;

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

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + "-" + message);
    }
}

//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建公众号对象
        SubscriptionSubject subject = new SubscriptionSubject();
        //订阅公众号
        subject.attach(new WeiXinUser("张三"));
        subject.attach(new WeiXinUser("李四"));
        subject.attach(new WeiXinUser("王五"));
        //公众号更新，发送消息给订阅者对象
        subject.notify("更新了，快来看");
    }
}

测试结果：
张三-更新了，快来看
李四-更新了，快来看
王五-更新了，快来看

4 优缺点

优点：

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
被观察者发送通知，所有注册的观察者都会收到消息（可以实现广播机制）

缺点：

如果观察者非常多的话，那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会比较耗时
如果观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环调用，会导致系统崩溃

5 使用场景

对象间存在一对多关系，一个对象的状态发生改变会影响其他对象
当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面时

6 JDK源码解析

在Java中，通过java.util.Observable类和java.util.Observer接口定义了观察者模式，只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。

6.1 Observable

Observable类是抽象目标类（被观察者），它有一个Vector集合成员变量，用于保存所有要通知的观察者对象，提供了三个方法：

void addObserver(Observer o)方法：用于将新的观察者对象添加到集合中
void notifyObjservers(Object o)方法：调用集合中的所有观察者的update方法，通知它们数据发生改变，通常越晚加入集合的观察者越先得到通知
void setChange()方法：用于设置一个boolean类型的内部标志，注明目标对象发生了变化，当它为true时，notifyObjservers()才会通知观察者

6.2 Observer

Observer接口是抽象观察者，它监视目标对象发生变化时，观察者得到通知，并调用update方法，进行相应的工作。

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