设计模式行为型——观察者模式

目录

什么是观察者模式

观察者模式的实现

观察者模式角色

观察者模式类图

观察者模式举例

观察者模式代码实现

观察者模式的特点

优点

缺点

使用场景

注意事项

实际应用

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什么是观察者模式

        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，使得当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会自动收到通知并更新。观察者模式的别名包括发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。

观察者模式的实现

观察者模式角色

1. 主题角色（Subject）：也称为被观察者或可观察者，它是具有状态的对象，并维护着一个观察者列表。主题提供了添加、删除和通知观察者的方法。这个角色可以是接口，也可以是抽象类或者具体的类，因为很多情况下会与其他的模式混用，所以使用抽象类的情况比较多。
2. 具体主题角色（Concrete Subject）：具体主题是主题的具体实现类。它维护着观察者列表，并在状态发生改变时通知观察者。同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有的话）。如果无须扩展目标类，则具体目标类可以省略。
3. 观察者角色（Observer）：观察者是接收主题通知的对象。观察者需要实现一个更新方法，当收到主题的通知时，调用该方法进行更新操作。
4. 具体观察者角色（Concrete Observer）：具体观察者是观察者的具体实现类。它实现了更新方法，定义了在收到主题通知时需要执行的具体操作。存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致。

观察者模式类图

观察者模式举例

观察者模式代码实现

主题角色

package com.common.demo.pattern.observer;import java.util.Vector;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 主题角色* @date 2023/08/07 10:37:05*/
public abstract class Subject {private Vector<Observer> obs = new Vector();public void addObserver(Observer obs) {this.obs.add(obs);}public void delObserver(Observer obs) {this.obs.remove(obs);}protected void notifyObserver() {for (Observer o : obs) {o.update();}}public abstract void doSomething();
}

具体主题角色

package com.common.demo.pattern.observer;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体主题角色* @date 2023/08/07 10:39:23*/
public class ConcreteSubject extends Subject{@Overridepublic void doSomething(){System.out.println("被观察者事件发生改变");this.notifyObserver();}
}

观察者角色

package com.common.demo.pattern.observer;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 观察者角色 观察者接口* @date 2023/08/07 10:30:26*/
public interface Observer {void update();
}

具体观察者角色

package com.common.demo.pattern.observer;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体观察者角色 观察者角色A* @date 2023/08/07 10:40:54*/
public class ConcreteObserverA implements Observer{@Overridepublic void update() {System.out.println("观察者A收到信息，并进行业务处理");}
}
package com.common.demo.pattern.observer;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 具体观察者角色 观察者角色B* @date 2023/08/07 10:40:54*/
public class ConcreteObserverB implements Observer{@Overridepublic void update() {System.out.println("观察者B收到信息，并进行业务处理");}
}

测试类

package com.common.demo.pattern.observer;/*** @author Evan Walker 昂焱数据: https://www.ayshuju.com* @version 1.0* @desc 测试类* @date 2023/08/07 10:46:55*/
public class ClientTest {public static void main(String[] args) {Subject sub = new ConcreteSubject();sub.addObserver(new ConcreteObserverA());sub.addObserver(new ConcreteObserverB());sub.doSomething();}
}

测试截图

观察者模式的特点

优点

1. 实现了松耦合：观察者模式可以将被观察者和观察者之间的耦合度降低，使得它们可以独立地进行扩展和修改。
2. 支持广播通信：建立一套广播通信触发机制，被观察者可以同时通知多个观察者，从而支持广播通信的需求。
3. 符合开闭原则：新增或删除观察者不会影响到被观察者和其他观察者的代码，符合开闭原则的要求。

缺点

1. 观察者过多可能导致性能问题：如果观察者过多或者观察者的处理逻辑复杂，会影响到系统的性能，花费较多的时间。
2. 观察者和被观察者直接关联：在一些情况下，观察者和被观察者之间的直接关联可能会导致设计上的困扰。
3. 观察者和观察目标循环依赖：在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。 
4. 观察者对所观察的目标对象黑盒操作：无相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

使用场景

1. 当一个对象的改变需要通知其他对象，并且不希望将对象之间的耦合度过高时，可以考虑使用观察者模式。
2. 当某个对象的状态改变需要引起一系列相关对象的更新时，不需要知道这些对象是谁，不需知道具体有多少对象有待改变，可以使用观察者模式。
3. 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。将这些方面封装在独立的对象中使它们可以各自独立地改变和复用。

注意事项

1. 注意观察者和被观察者的关联方式：可以通过接口或抽象类定义观察者接口，使得被观察者只与接口进行交互，而不依赖于具体的观察者实现类。
2. 避免循环依赖：观察者和被观察者之间应该避免出现循环依赖的情况，否则可能导致无限循环的通知。
3. 如果顺序执行，某一观察者错误会导致系统卡壳，可采用异步方式进行通知。

实际应用

1. 网络订阅服务：订阅者可以订阅感兴趣的内容，当内容更新时，订阅者会收到通知。
2. 消息中间件：多个消息消费者可以同时监听一个消息主题，当主题发布消息时，所有消费者都会接收到通知并处理消息。
3. GUI界面组件：GUI界面中的事件监听机制就是一种观察者模式的实现。

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