面试官：能用JS写一个发布订阅模式吗？

什么是发布订阅模式？能手写实现一下吗？它和观察者模式有区别吗？...

1 场景引入

我们先来看这么一个场景：

假设现在有一个社交平台，平台上有一个大V叫Nami

Nami很牛，多才多艺，目前她有2个技能：会写歌、会拍视频

她会把这些作品发布到平台上。关注她的粉丝就会接收到这些内容

现在他已经有3个粉丝了，分别是：Luffy、Zoro、Sanji

每次只要Nami一发布作品，3个粉丝的账号上收到的消息就会更新

现在用代码来表示：

const luffy = {
  update: function (songs, videos) {
    console.log(songs, videos);
  },
};
const zoro = {
  update: function (songs, videos) {
    console.log(songs, videos);
  },
};
const sanji = {
  update: function (songs, videos) {
    console.log(songs, videos);
  },
};

const nami = {
  // 只要Nami的作品一更新，这个方法就会被调用
  workUpdate: function () {
    // 获取作品
    const songs = this.getSongs();
    const videos = this.getVideos();

    // 账号更新
    luffy.update(songs, videos);
    zoro.update(songs, videos);
    sanji.update(songs, videos);
  },
  getSongs: function () {
    return "mp3";
  },
  getVideos: function () {
    return "mp4";
  },
};

现在问题来了

1. 如果Nami又收获了一个粉丝Robin，我既要添加一个robin对象，又要修改workUpdate方法
2. 如果Nami又有了一项新技能：写小说，我既要修改workUpdate函数，又要修改每个粉丝对象中的update方法，因为参数增加了一个

发现问题没有？

粉丝对象和大V对象之间的耦合度太高，导致两者很难各自扩展

2 代码优化

2.1 解决增加粉丝问题

先来解决上述第1个问题，使得增加粉丝的时候不用再修改workUpdate方法

首先，我们将“大V”抽象成一个类Star，用数组fans来保存粉丝列表，并新增一个添加粉丝的方法addFans

class Star {
  constructor() {
    this.fans = [];
  }
  addFans(fan) {
    this.fans.push(fan)
  }
  workUpdate() {
    const songs = this.getSongs();
    const videos = this.getVideos();
    this.fans.forEach((item) => item.update(songs, videos));
  }
  getSongs() {
    return "MP3";
  }
  getVideos() {
    return "MP4";
  }
}

接着，将“粉丝”也抽象成一个类Fan，我们在创建粉丝对象的时候传入“大V”对象，调用该大V的addFans方法来添加到粉丝列表

class Fan {
  constructor(name, star) {
    this.name = name
    this.star = star
    this.star.addFans(this)
  }
  update(songs, videos) {
    console.log(songs, videos);
  }
}

现在我们添加粉丝就不必再更改代码了

const nami = new Star()
const luffy = new Fan("luffy", nami);
const zoro = new Fan("zoro", nami);
const sanji = new Fan("sanji", nami);
const robin = new Fan("robin", nami);
nami.workUpdate()

2.2 解决添加作品问题

我们新增一个works数组来保存大V的作品，并且为其添加get和set方法

class Star {
  constructor() {
    this.fans = [];
    this.works = [];
  }
  addFans(fan) {
    this.fans.push(fan);
  }
  setWorks(work) {
    this.works.push(work);
    // 添加作品后，调用更新方法
    this.workUpdate();
  }
  getWorks() {
    return this.works;
  }
  workUpdate() {
    this.fans.forEach((item) => item.update());
  }
}

对类Fan进行相应修改:

class Fan {
  constructor(name, star) {
    this.name = name
    this.star = star
    this.star.addFans(this)
  }
  update() {
    console.log(`${this.name}:${this.star.getWorks()}`)
  }
}

现在大V添加作品就不必再更改代码了:

const nami = new Star();
nami.setWorks('song')
nami.setWorks('video')
nami.setWorks('novel')
const luffy = new Fan("luffy", nami);
const zoro = new Fan("zoro", nami);
const sanji = new Fan("sanji", nami);
nami.workUpdate();

3 观察者模式

可以看到，在上述例子中，一个nami对象和多个粉丝对象之间存在着一种一对多的依赖关系，当nami对象有作品更新的时候，所有关注她的粉丝对象都会收到通知。

事实上，这就是观察者模式

观察者模式：定义对象间的一种一对多的依赖关系，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

我们将2.2中的代码进行进一步的抽象：

将“粉丝”看作观察者(Observer)，将“大V”看作被观察的对象，称为主题(Subject)

Subject维护一个观察者列表observerList（原fans数组）。当Subject的状态发生变化（原作品更新）时，通过调用notify（原workUpdate）方法通知所有观察者，执行它们的update方法

具体代码如下：

// 被观察者：主题
class Subject {
  constructor() {
    this.observerList = [];
    // 代表主题状态
    this.state = 0;
  }
  addObserver(observer) {
    this.observerList.push(observer);
  }
  // 更改主题状态
  setState(state) {
    this.state = state;
    // 状态改变后，通知所有观察者
    this.notify();
  }
  getState() {
    return this.state;
  }
  notify() {
    this.observerList.forEach((observer) => observer.update());
  }
}

// 观察者
class Observer {
  constructor(name, subject) {
    this.name = name;
    this.subject = subject;
    this.subject.addObserver(this);
  }
  update() {
    console.log(`${this.name}:${this.subject.state}`);
  }
}

4 经纪人登场

由于大V业务繁忙，所以他们需要经纪人来维持艺人与粉丝的联系

经纪人的工作包括：

1. 维护大V的粉丝，经纪人手中会有一个粉丝名单
2. 大V的新作品会交给经纪人，经纪人则负责把新作品发送给粉丝名单中的粉丝

抽象成一个类，如下：

class Manager {
  constructor() {
    this.fans = [];
    this.works = [];
  }
  addFans(fan) {
    this.fans.push(fan);
  }
  setWorks(work) {
    this.works.push(work);
    // 添加作品后，调用更新方法
    this.workUpdate();
  }
  getWorks() {
    return this.works;
  }
  workUpdate() {
    this.fans.forEach((item) => item.update());
  }
}

嗯？这段代码貌似在哪儿见过？

没错，和2.2的Star类一模一样，只不过把类名改了改。

那这么做有意义吗？

事实上，代码一模一样是因为在2.2的Star类中我们只写了有关发布（即发布作品）和订阅（即维护粉丝列表）的功能；而Star类本身可能不止这个工作，比如创作内容。

现在我们将Star类中的发布和订阅的工作抽离出来，交给Manager全权负责。而Star类只要在创作完成后把作品交给Manager就可以了

另一方面，粉丝Fan也不再直接和Star发生交互了，Fan只关心能不能收到作品，所以Fan直接和Manager发生交互，Fan去订阅（这个行为相当于在Manager维护的粉丝列表中添加粉丝）Manager并从Manager那儿获取想要的作品

于是Star和Fan的代码如下：

class Star {
  constructor() {}
  // 创作
  create(manager) {
    // 将创作的new work交给经纪人
    manager.setWorks("new work");
  }
}

class Fan {
  constructor(name, manager) {
    this.name = name;
    this.manager = manager;
    this.manager.addFans(this);
  }
  update() {
    console.log(`${this.name}:${this.manager.getWorks()}`);
  }
}

5 发布订阅模式

前面我们用了经纪人来负责发布和订阅的工作，而不让Star和Fan发生直接交互，达到了两者解耦的效果

这就是发布订阅模式

我们将4中的Manager进行进一步的抽象：

将“粉丝”看作订阅者(Subscriber)；将“大V”看作内容的发布者，在发布订阅模式中称为发布者(Publisher)；把“经纪人”看作发布订阅中心(或者说中间人Broker)

具体代码如下：

// 发布订阅调度中心
class Broker {
  constructor() {
    this.subscribers = [];
    // 代表主题状态
    this.state = 0;
  }
  // 订阅
  subscribe(subscriber) {
    this.subscribers.push(subscriber);
  }
  // 更改主题状态
  setState(state) {
    this.state = state;
    // 状态改变后，发布
    this.publish();
  }
  getState() {
    return this.state;
  }
  // 发布
  publish() {
    this.subscribers.forEach((subscriber) => subscriber.update());
  }
}

// 发布者
class Publisher {
  constructor() {}
  changeState(broker, state) {
    broker.setState(state);
  }
}

class Subscriber {
  constructor(name, broker) {
    this.name = name;
    this.broker = broker;
    this.broker.subscribe(this);
  }
  update() {
    console.log(`${this.name}:${this.broker.getState()}`);
  }
}

来运行一下看看效果：

// 创建调度中心
const broker = new Broker()
// 创建发布者
const publisher = new Publisher()
// 创建订阅者
const subscribe1 = new Subscriber('s1', broker)
const subscribe2 = new Subscriber('s2', broker)
const subscribe3 = new Subscriber('s3', broker)
// 发布者改变状态并通知调度中心，调度中心就会通知各个订阅者
publisher.changeState(broker, 1)

6 观察者模式和发布订阅模式的对比

从角色数量看

• 观察者模式只有两个角色：观察者和被观察者
• 发布订阅模式有三个角色：发布者、订阅者以及中间人（发布订阅中心）

从耦合程度看

• 观察者模式处于一种松耦合的状态，即两者依然有交互，但是又很容易各自扩展且不相互影响
• 发布订阅模式中的发布者和订阅者则完全不存在耦合，达到了对象之间解耦的效果

从意图来看

• 两者都：实现了对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知并自动更新

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