小谈设计模式（15）—观察者模式

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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

观察者模式

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，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，当主题对象发生变化时，它的所有观察者都会收到通知并更新自己。

核心思想

将观察者和被观察者之间的依赖关系解耦，使其彼此之间可以独立变化。被观察者只需要知道观察者实现了某个接口，而不需要知道具体的观察者类，同样，观察者只需要知道被观察者实现了某个接口，而不需要知道具体的被观察者类。

主要角色

Subject（被观察者）

定义了被观察者的接口，包含注册观察者、移除观察者和通知观察者的方法。

ConcreteSubject（具体被观察者）

实现了被观察者接口，维护观察者列表，并在状态发生改变时通知观察者。

Observer（观察者）

定义了观察者的接口，包含更新方法，用于接收被观察者的通知。

ConcreteObserver（具体观察者）

实现了观察者接口，具体实现更新方法，在接收到被观察者的通知时进行相应的处理。

Java程序实现

// 定义观察者接口
interface Observer {
    void update(String message);
}

// 定义被观察者接口
interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers(String message);
}

// 具体观察者类
class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;

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

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

// 具体被观察者类
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);
        }
    }
}

// 测试代码
public class ObserverPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        Observer observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");
        Observer observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");

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

        subject.notifyObservers("Hello, observers!");

        subject.removeObserver(observer2);

        subject.notifyObservers("Observer 2 has been removed!");

    }
}

输出结果

Observer 1 received message: Hello, observers!
Observer 2 received message: Hello, observers!
Observer 1 received message: Observer 2 has been removed!

程序分析

在上述示例中，我们定义了一个观察者接口（Observer）和一个被观察者接口（Subject）。具体观察者类（ConcreteObserver）和具体被观察者类（ConcreteSubject）实现了对应的接口。

优缺点分析

优点

解耦性

观察者模式可以将观察者和被观察者之间的依赖关系解耦，使得它们可以独立变化。当被观察者发生变化时，只需要通知观察者即可，而不需要知道具体有哪些观察者存在。

可扩展性

观察者模式可以很方便地增加新的观察者，而不需要修改被观察者的代码。这符合开闭原则，使得系统更加灵活和可扩展。

一对多关系

观察者模式可以实现一对多的依赖关系，一个被观察者可以有多个观察者。这样可以方便地实现事件监听、消息订阅等功能。

缺点

观察者过多

当观察者过多时，被观察者通知观察者的时间可能会较长，影响系统的性能。

循环依赖

如果观察者和被观察者之间存在循环依赖关系，可能会导致系统出现问题，如死锁等。

更新顺序问题

观察者模式中观察者的更新顺序是不确定的，可能会导致观察者之间的依赖关系出现问题。

总结

可以提高系统的灵活性和可扩展性。但同时也需要注意观察者过多、循环依赖和更新顺序等问题，以确保系统的稳定性和性能。在使用观察者模式时，需要根据具体的场景和需求进行权衡和设计。