设计模式-观察者模式

概述

• 观察者设计模式（Observer Design Pattern）是一种行为型设计模式，它主要用于解决对象间的一对多依赖问题，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都能得到通知并自动更新状态，无需显式调用。
• 该模式的核心思想是解耦，通过引入中间层，确保主题（Subject）与观察者（Observer）之间的松耦合联系。

核心思想

• 抽象主题（Subject）：持有多个观察者对象的引用，抽象主题提供了一个接口可以增加和删除观察者对象；有一个观察者数组，并实现增、删及通知操作
• 具体主题（Concrete Subject）：将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知
• 抽象观察者（Observer）：定义一个接口，包含更新方法，供具体的观察者实现
• 具体观察者（Concrete Observer）：实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态保持一致

场景使用

• GUI应用程序
  • 在图形用户界面（GUI）开发中，观察者模式用于建立组件之间的联动关系。例如，当用户在界面上的一个控件（如文本框）中输入数据时，其它相关控件（如统计面板或图表）能够实时更新显示。
• 订阅/发布系统
  • 在消息传递或事件驱动架构中，观察者模式常用于实现发布-订阅机制。发布者（Subject）向订阅者（Observers）发送通知，如在消息队列、事件总线或RSS新闻订阅系统中，每当有新消息或文章发布时，所有已订阅的用户或组件都会接收到更新通知。
• 数据绑定
  • 在前端框架（如Angular、Vue、React）中，数据双向绑定就是观察者模式的一种体现。视图层作为观察者监听模型层数据的变化，一旦模型数据更改，视图层能自动更新。
• 数据库同步
  • 数据库触发器或者缓存系统，当数据库表中的记录发生变化时，可以触发一系列的后续操作，如更新关联表、清除缓存或通知其他服务进行数据同步。

总之，观察者模式适用于任何需要在对象状态改变时自动通知多个对象，并且这些对象需要及时作出相应更新的情况。这样可以保持对象间的松耦合，提高程序的可维护性和可扩展性。

优缺点

优点

• 降低了目标与观察者之间的耦合关系，目标与观察者之间建立了一套触发机制
• 观察者和被观察者是抽象耦合的

缺点

• 观察者和观察目标之间有循环依赖的话，会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃
• 一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间

示例

Subject 抽象主题

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

public class Subject {

    private List<Observer> observerList = new ArrayList<>();

    /**
     * 新增观察者
     *
     * @param observer
     */
    public void addObserver(Observer observer) {
        this.observerList.add(observer);
    }

    /**
     * 删除观察者
     *
     * @param observer
     */
    public void deleteObserver(Observer observer) {
        this.observerList.remove(observer);
    }

    public void notifyAllObserver() {
        for (Observer observer : this.observerList) {
            observer.update();
        }
    }
}

BossConcreteSubject 具体主题

public class BossConcreteSubject extends Subject {

    public void doSomething() {
        System.out.println("老板完成自己的工作");
        //业务操作
        System.out.println("视察公司工作情况");
        super.notifyAllObserver();
    }

}

Observer 抽象观察者

public interface Observer {

    /**
     * 观察到消息后进行的操作，就是响应
     */
    void update();
}

具体观察者

public class XSConcreteObserver implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("小帅发现领导到来，暂停在线摸鱼，回归工作");
    }
}

public class XMConcreteObserver implements Observer {
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("小美发现领导到来，暂停在线摸鱼，回归工作");
    }
}

测试

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个主题，老板
        BossConcreteSubject subject = new BossConcreteSubject();

        //创建观察者，就是摸鱼的同事
        Observer xmObserver = new XMConcreteObserver();

        //创建观察者，就是摸鱼的同事
        Observer xsObserver = new XSConcreteObserver();

        //建立对应的关系，老板这个主题被同事进行观察
        subject.addObserver(xsObserver);
        subject.addObserver(xmObserver);

        //主题开始活动，里面会通知观察者（相当于发布消息）
        subject.doSomething();
    }
}