观察者模式

一、什么是观察者模式？

观察者模式（Observer Design Pattern）：多个对象之间存在一对多的关系，当一个对象的状态发生改变时，所有其他依赖的对象都会收到通知。

观察者模式也被称为发布-订阅模式。

负责通知其他依赖对象称为被观察者，被通知的对象称为观察者。

在现实中，对象之间总是存在依赖关系的，一个对象的状态改变，往往会影响到其他的依赖对象。

观察者模式主要用于一对多的关系的情况，当某个对象状态发生改变时，需要通知其他所有的依赖对象。

比如说公众号订阅、天气预报通知等，都属于观察者模式。

二、为什么要用观察者模式？

为什么要用观察者模式？

假如不用观察者模式，那按照正常的逻辑，一对多的影响关系应该如何做呢？

没办法，只能把所有依赖对象都放在状态对象里面，当状态改变后，逐个调用依赖对象的接口去通知变更。

• 状态对象必须知道各个依赖对象的存在以及它们的类型，才能准确地调用它们的接口
• 一旦要新增依赖对象，只能去修改状态对象的代码
• 没办法很好做到动态添加和删除依赖对象，灵活性不够
• 状态对象和依赖对象都放在一起，代码耦合性高，而且扩展性很差

观察者模式，目的就是为了将依赖对象解耦，并且实现动态添加和删除依赖对象。

三、观察者模式怎么用？

观察者模式中的几个角色：

• 抽象被观察者（Subject）：表示被观察的对象，定义了注册、删除、通知观察者的方法。
• 具体被观察者（ConcreteSubject）：具体被观察对象的实现，主要是状态变化后，通知所有观察者的实现
• 抽象观察者（Observer）：抽象观察者，定义了被通知的接口回调方法
• 具体观察者（ConcreteObserver）：实现了抽象观察者的通知方法，执行具体的行为

观察者模式结构：

示例程序结构：

示例程序代码：

观察者：

public interface Observer {
    /** 观察者被通知的回调接口 */
    void update(NumberGenerator generator);
}

public class DigitObserver implements Observer {

    @Override
    public void update(NumberGenerator generator) {
        System.out.println("DigitObserver: " + generator.getNumber());
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class GraphObserver implements Observer {

    @Override
    public void update(NumberGenerator generator) {
        System.out.println("GraphObserver: ");
        int count = generator.getNumber();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            System.out.print("*");
        }
        System.out.println();
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

被观察者：

public abstract class NumberGenerator {
    
    /** 观察者集合 */
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    
    /** 添加观察者 */
    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    /** 移除观察者 */
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    /** 通知所有观察者 */
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(this);
        }
    }
    
    /* 被观察者状态改变的接口方法 */
    public abstract int getNumber();
    public abstract void execute();

}

public class RandomNumberGenerator extends NumberGenerator {

    private Random random = new Random();
    private int number;

    @Override
    public int getNumber() {
        return number;
    }

    @Override
    public void execute() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            number = random.nextInt(50);
            notifyObservers();
        }
    }
}

四、观察者模式有什么优缺点？

优点：

• 降低了被观察者与观察者的耦合度
• 提高了灵活性，方便新增和删除观察者对象

缺点：

• 在多对多的情况下，观察者之间可能会比较混乱，容易出现循环