Java设计模式（六）之观察者模式

一、概述

观察者模式又被称为发布-订阅模式，属于行为型设计模式的一种，是一个在项目中经常使用的模式。它的定义如下。
定义：定义对象间一种一对多的依赖关系，每当一个对象改变状态时，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。
观察者模式的结构图如下图所示：

观察者模式的结构图
在观察者模式中有如下角色：

Subject：抽象主题（抽象被观察者）。抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，每个主题都可以有任意数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者）。该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
Observer：抽象观察者，是观察者的抽象类。它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
ConcreteObserver：具体观察者，实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

二、观察者模式的简单实现

以微信公众号为例，假设微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者，有多个微信用户关注了“程序员”这个公众号，当这个公众号更新时就会通知这些订阅的微信用户。接下来用代码实现，如下所示：

(1) 抽象观察者

里面只定义了一个更新的方法：

public interface Observer {

    public void update(String message);

}

(2) 具体观察者

微信用户是观察者，里面实现了更新的方法，如下所示：

public class WeixinUser implements Observer {

    //微信用户名
    private String name;

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

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

(3) 抽象被观察者

抽象被观察者，提供了attach、detach、notify三个方法，如下所示：

public interface Subject {

    /**
     * 添加订阅者
     * @param observer observer
     */
    public void attach(Observer observer);

    /**
     * 删除订阅者
     * @param observer observer
     */
    public void detach(Observer observer);

    /**
     * 通知订阅者更新消息
     */
    public void notify(String message);
}

(4) 具体被观察者

微信公众号是具体主题（具体被观察者），里面存储了订阅该公众号的微信用户，并实现了抽象主题的方法：

public class SubscriptionSubject implements Subject {

    //存储订阅公众号的微信用户
    private List<Observer> weixinUserList = new ArrayList<>();


    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        weixinUserList.add(observer);
    }

    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        weixinUserList.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notify(String message) {
        for (Observer observer : weixinUserList) {
            observer.update(message);
        }
    }
}

(5) 客户端调用

public class Client {

    public static void main(String[] args){
        SubscriptionSubject mSubscriptionSubject = new SubscriptionSubject();

        //创建微信用户
        WeixinUser user1 = new WeixinUser("张三");
        WeixinUser user2 = new WeixinUser("李四");
        WeixinUser user3 = new WeixinUser("王二");
        //订阅公众号
        mSubscriptionSubject.attach(user1);
        mSubscriptionSubject.attach(user2);
        mSubscriptionSubject.attach(user3);
        //公众号更新发出消息给订阅的微信用户
        mSubscriptionSubject.notify("公众号内容更新了！");
    }

}

输出结果：

使用场景

关联行为场景。需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”的关系。
事件多级触发场景。
跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。

优缺点

优点
- 观察者和被观察者之间是抽象耦合，容易扩展。
- 方便建立一套触发机制。
缺点：在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率的问题。程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂，而且在Java中消息的通知一般是顺序执行的，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步方式。