设计模式详解---观察者模式

1. 观察者模式简介

1.1. 什么是观察者模式

观察者模式是一种行为型设计模式，用于建立对象之间的一对多依赖关系。在该模式中，一个被称为主题（Subject）的对象维护一组观察者（Observer），并在其状态发生变化时自动通知观察者。这样，观察者对象可以及时获取主题对象的最新状态并执行相应的操作。

1.2. 观察者模式涉及的角色

主题（Subject）：被观察的对象，维护一组观察者并提供注册、删除和通知观察者的方法。
观察者（Observer）：接收主题通知的对象，定义了一个更新方法，在接收到通知时执行相应的操作。
具体主题（Concrete Subject）：具体的主题实现类，继承或实现主题接口，并在状态变化时通知观察者。
具体观察者（Concrete Observer）：具体的观察者实现类，实现观察者接口，并在收到通知时执行具体的操作。

1.3. 观察者模式的工作原理

主题对象维护一个观察者列表，该列表存储了所有订阅主题通知的观察者对象。当主题对象的状态发生变化时，它会遍历观察者列表，并调用每个观察者对象的更新方法，将新的状态传递给观察者。观察者对象接收到主题的通知后，执行相应的操作，以便响应状态的变化。

1.4. 观察者模式的优点

解耦性：主题和观察者之间是松耦合的，它们之间通过抽象的接口进行通信，使得它们可以独立地进行修改和扩展。

可扩展性：可以方便地增加新的观察者，而无需修改主题的代码。

随时更新：主题状态变化时，观察者能够立即得到通知并进行相应的操作。

规范性：观察者模式定义了主题和观察者之间的一套规范，使得代码更具可读性和可维护性。

2. 代码实现

代码实现最好自己手写一遍，有利于更加理解观察者模式：

2.1.主题接口 Subject

        首先，定义一个主题接口 Subject，其中包含三个方法：registerObserver() 用于注册观察者，removeObserver() 用于移除观察者，notifyObservers() 用于通知观察者:

package DesignPattern.observerMode;

/**
 * @Author: stukk
 * @Description: 主题接口
 * @DateTime: 2023-12-13 22:13
 **/
public interface Subject {

    void registerObServer(Observer obServer);
    void removeObServer(Observer obServer);
    void notifyObServer();

}

2.2. 具体主题类 ConcreteSubject

        然后，实现一个具体主题类 ConcreteSubject，它维护一个观察者列表，并在状态变化时通知观察者。

package DesignPattern.observerMode.Impl;

import DesignPattern.observerMode.Observer;
import DesignPattern.observerMode.Subject;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * @Author: stukk
 * @Description: 主题接口实现类
 * @DateTime: 2023-12-13 22:14
 **/
public class ConcreteSubject implements Subject {

    private List obServers = new LinkedList<>(); //存储观察者
    private int state; //观察对象


    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        notifyObServer();
    }

    @Override
    public void registerObServer(Observer obServer) {
        obServers.add(obServer);
    }

    @Override
    public void removeObServer(Observer obServer) {
        obServers.remove(obServer);
    }


    @Override
    public void notifyObServer() { //通知观察者们
        obServers.forEach(obServer -> {
            obServer.update(state);
        });
    }
}

2.3. 观察者接口 ObServer

        接下来，定义一个观察者接口 ObServer，其中包含一个 update() 方法，用于接收和处理主题的通知。

package DesignPattern.observerMode;

/**
 * @Author: stukk
 * @Description: 观察者接口
 * @DateTime: 2023-12-13 22:11
 **/
public interface Observer {
    void update(int state);
}

2.4. 具体观察者类ConcreteObServer

        实现一个具体观察者类 ConcreteObServer，它实现了 Observer 接口，并在收到通知时输出状态信息。

package DesignPattern.observerMode.Impl;

import DesignPattern.observerMode.Observer;

/**
 * @Author: stukk
 * @Description: 观察者接口实现类
 * @DateTime: 2023-12-13 22:12
 **/
public class ConcreteObserver implements Observer {

    private String name;  //观察者的名字

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

    @Override
    public void update(int state) {
        System.out.println(name + "接收到了更新请求，新的状态：" +state );
    }
}

2.5. 测试观察者模式

        最后我们写一个类来测试观察者的功能

package DesignPattern.observerMode;

import DesignPattern.observerMode.Impl.ConcreteObserver;
import DesignPattern.observerMode.Impl.ConcreteSubject;

/**
 * @Author: stukk
 * @Description: 测试观察者模式
 * @DateTime: 2023-12-13 22:24
 **/
public class ObserverModeExample {

    public static void main(String[] args) {
//        主题
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();

        Observer obServer1 = new ConcreteObserver("观察者1号");
        Observer obServer2 = new ConcreteObserver("观察者2号");
        Observer obServer3 = new ConcreteObserver("观察者3号");

//        注册观察者
        subject.registerObServer(obServer1);
        subject.registerObServer(obServer2);
        subject.registerObServer(obServer3);

        subject.setState(1);

//        删除2再试试
        subject.removeObServer(obServer2);

        subject.setState(2);


    }

}

最后输出：

3. 观察者模式的应用场景

1. 当一个对象的状态变化需要通知其他多个对象，并且这些对象的更新行为可能不同的时候：例如，当一个订单状态发生变化时，需要通知多个观察者，如库存管理系统、物流系统和消息通知系统等。

2. 当存在一对多的依赖关系，一个对象的变化会引起其他多个对象的变化的时候：例如，当一个博客发表新文章时，订阅该博客的多个读者都会收到通知并更新自己的阅读列表。

3. 当需要将关注点分离，使得主题和观察者之间解耦的时候：主题只需要知道观察者接口，而不需要了解具体的观察者实现。这样可以提高代码的灵活性和可扩展性。

4. 当系统需要动态地将观察者添加到或移除出主题中的时候：通过动态注册和移除观察者，可以在运行时灵活地管理观察者集合。