观察者模式

定义

观察者模式（Observer Pattern）也叫做发布订阅模式（Publish/subscribe）,它是一个在项目中经常使用的模式。定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。通过这种方式来达到减少依赖关系，解耦合的作用。

我们先来解释一下观察者模式的几个角色名称：

● Subject被观察者 定义被观察者必须实现的职责，它必须能够动态地增加、取消观察者。它一般是抽象类或者是实现类，仅仅完成作为被观察者必须实现的职责：管理观察者并通知观察者。

● Observer观察者 观察者接收到消息后，即进行update（更新方法）操作，对接收到的信息进行处理。

● ConcreteSubject具体的被观察者 定义被观察者自己的业务逻辑，同时定义对哪些事件进行通知。

● ConcreteObserver具体的观察者 每个观察在接收到消息后的处理反应是不同，各个观察者有自己的处理逻辑。

一般类图是这样的

在软件系统中经常会有这样的需求：如果一个对象的状态发生改变，某些与它相关的对象也要随之做出相应的变化。比如说邮件系统，你在收到一封邮件的时候经常桌面上会有通知，告诉你有邮件收到了。 观察者模式特点：那就是一个对象要时刻监听着另一个对象，只要它的状态一发生改变，自己随之要做出相应的行动。

简单代码实现

1、被观察者

被观察者的职责非常简单，就是定义谁能够观察，谁不能观察

/**
 * 被观察者
 * @version 1.0.0
 * @date 2021/12/01 16:39
 */
public class Subject {

    /**
     * 定义一个观察者数组
     */
    private List<Observer> observerList = new ArrayList<>();

    /**
     * 增加一个观察者
     * @param o
     */
    public void addObserver(Observer o){
        this.observerList.add(o);
    }

    /**
     * 删除一个观察者
     * @param o
     */
    public void delObserver(Observer o){
        this.observerList.remove(o);
    }

    /**
     * 通知所有观察者
     */
    public void notifyObservers(){
        for(Observer o :this.observerList){
            o.update();
        }
    }

}

2、具体被观察者

/**
 * 具体被观察者
 * @version 1.0.0
 * @date 2021/12/01 17:04
 */
public class ConcreteSubject extends Subject{

    //具体的业务
    public void doSomething(){
        /*
         * do something
         */
        super.notifyObservers();
    }

}

3、观察者

/**
 * 观察者
 * @version 1.0.0
 * @date 2021/12/01 16:41
 */
public interface Observer {

    //更新方法
    public void update();

}

4、具体观察者

/**
 * 具体观察者
 * @version 1.0.0
 * @date 2021/12/01 16:46
 */
public class ConcreteObserver implements Observer{

    /**
     * 实现更新方法
     */
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("接收到信息，并进行处理！");

    }
}

5、测试类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个被观察者
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        //定义一个观察者
        Observer obs= new ConcreteObserver();
        //观察者观察被观察者
        subject.addObserver(obs);
        //观察者开始活动了
        subject.doSomething();
    }

}

优点

1、观察者和被观察者之间是抽象耦合 不管是增加观察者还是被观察者都非常容易扩展，而且在Java中都已经实现的抽象层级的定义，在系统扩展方面更是得心应手。

2、建立一套触发机制

根据单一职责原则，每个类的职责是单一的，那么怎么把各个单一的职责串联成真实世界的复杂的逻辑关系呢？观察者模式是一种常用的触发机制，它形成一条触发链，依次对各个观察者的方法进行处理。但同时，这也算是观察者模式一个缺点，由于是链式触发，当观察者比较多的时候，性能问题是比较令人担忧的。

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”关系。
• 事件多级触发场景。当一个对象在不知道对方具体是如何实现时需要通知其它对象。
• 跨系统的消息交换场景，如消息队列的处理机制。
• 当一个对象改变需要通知不确定数的对象时

实际应用

发送消息，消息是被观察者，用户是观察者

1、被观察者

public interface Subject {

    // 添加订阅关系
    void attach(Observer observer);
    // 移除订阅关系
    void detach(Observer observer);
    // 通知订阅者
    void notifyObservers(String message);

}

2、具体被观察者

public class ConcreteSubject implements Subject{

    // 订阅者容器
    private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();

    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        // 添加订阅关系
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        // 移除订阅关系
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers(String message) {
        // 通知订阅者
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(message);
        }
    }
}

3、观察者

public interface Observer {

    //更新方法
    public void update(String message);

}

4、具体观察者

public class ConcreteObserver implements Observer{

    @Override
    public void update(String message) {
        // 模拟处理业务逻辑
        System.out.println("用户收到消息：" + message);
    }
}

5、测试

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        // 这里假设是增加新用户
        subject.attach(new ConcreteObserver());
        ConcreteObserver twoObserver = new ConcreteObserver();
        subject.attach(twoObserver);

        // 发送朋友圈动态
        subject.notifyObservers("第一条消息");

        subject.detach(twoObserver);
        
        subject.notifyObservers("第二个消息");
    }
}

运行结果

用户收到消息：第一条消息 用户收到消息：第一条消息 用户收到消息：第二个消息

可以看到，ConcreteSubject 维护了一个订阅关系，在通过notifyObservers 方法通知订阅者之后，观察者都获取到消息从而处理自己的业务逻辑。如果有新的业务添加进来，我们也只需要创建一个新的订阅者，并且维护到observers 容器中即可，也符合我们的开闭原则。

上面代码依赖关系

总结

观察者模式是围绕了解耦的思想来写的，观察者模式作为行为型设计模式，主要也是为了不同的业务行为的代码解耦。

合理的使用设计模式可以使代码结构更加清晰，同时还能满足不同的小模块符合单一职责，以及开闭原则，提高代码的可扩展性，维护成本低的特点。