观察者设计模式详解

本文主要是介绍观察者设计模式详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

观察者设计模式详解

一、定义

**观察者设计模式（Observer Pattern）**是一种行为设计模式，也叫做 “发布-订阅模式”， 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（Subject）。当主题对象的状态发生变化时，所有依赖于它的观察者都会收到通知并自动更新。这个模式常用于实现事件驱动的系统，特别是在 GUI 应用程序、实时更新系统和发布/订阅机制中。

二、观察者模式的结构

1. Subject（主题/被观察者）：
   • 持有观察者的集合。
   • 提供注册、删除观察者的方法。
   • 当状态发生变化时，通知所有注册的观察者。
2. Observer（观察者）：
   • 定义一个更新接口，用于接收通知。
3. ConcreteSubject（具体主题）：
   • 继承自Subject，实现对状态的管理。
   • 当状态改变时，调用notifyObservers()方法通知所有观察者。
4. ConcreteObserver（具体观察者）：
   • 实现Observer接口，在收到通知时更新自身状态。

三、特点

优点：

• 解耦：观察者模式将观察者和主题分离，使得它们之间的依赖关系降到最低。
• 灵活性：可以动态地增加或减少观察者。
• 符合开闭原则：扩展观察者或主题的功能，不需要修改已有代码。

缺点：

• 通知成本：如果观察者过多，通知所有观察者可能会造成一定的性能开销。
• 复杂性：如果观察者和主题之间的依赖关系过于复杂，可能会导致代码难以维护。

四、应用场景

• 事件监听机制： 当一个对象的状态发生改变时，需要通知多个对象做出相应的响应 ，例如GUI框架中的按钮点击事件监听。
• 订阅-发布系统： 当很多对象同时对某一个主题感兴趣时，可以采用观察者模式实现发布-订阅模式 ，如消息队列、新闻订阅等。
• 数据变化通知： 数据库开发中，当数据库表中的数据发生变化时，需要通知相关的模块进行更新或其他操作 ， 如MVC架构中的View观察Model的变化。

五、实现

1、uml类图：

2、简单实现代码：

// 观察者接口
interface Observer {void update(String message);
}// 具体观察者
class ConcreteObserver implements Observer {private String name;public ConcreteObserver(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name + " received message: " + message);}
}// 主题接口
interface Subject {void attach(Observer observer);void detach(Observer observer);void notifyObservers();
}// 具体主题
class ConcreteSubject implements Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<>();private String state;@Overridepublic void attach(Observer observer) {observers.add(observer);}@Overridepublic void detach(Observer observer) {observers.remove(observer);}@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(state);}}public void setState(String state) {this.state = state;notifyObservers();}
}// 使用示例
public class ObserverPatternDemo {public static void main(String[] args) {ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();Observer observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");Observer observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");subject.attach(observer1);subject.attach(observer2);subject.setState("New State 1");subject.setState("New State 2");}
}

输出结果：

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