設計模式之觀察者模式 (Observer Design Pattern)

一、什麼是觀察者模式

觀察者定義了一種一對多的依賴關係，當一個主題(Subject)對象狀態發生變化時，所有依賴它的相關對象都會得到通知並且能夠自動更新自己的狀態，這些依賴的對象稱之爲觀察者(Observer)對象這類似於發佈/訂閱模式。

觀察者模式中的主題對象，會維持着一個依賴它的觀察者對象列表，當主題對象狀態發生改變時，主題對象便會調用這個列表中所有觀察者對象的方法。

觀察者模式一般用在分佈式時間處理系統，它也是流行的MVC模型的核心設計模式。

二、觀察者模式中的角色

觀察者模式主要涉及到三個組件：Subject、Observer、ConcreteObserver

• 主題（Subject）：保存了所有觀察者的引用，並供註冊、刪除觀察者的接口，提供自己狀態變化觸發所有觀察者更新的方法
• 觀察者（Observer）：定義了更新自己狀態的接口
• 具體觀察者（ ConcreteObserver）：具體實現觀察者接口，使自己的狀態和主題狀態一致

三、代碼實例

1. 主題對象類

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Subject {
    //主題對象維持着一個依賴它的觀察者對象列表
    private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();
    //主題對象的狀態
    private int state;
    //當主題對象狀態變化時，調用所有觀察者對象的方法
    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        notifyAllObservers();
    }
    //調用所有依賴它的觀察者的方法
    public void notifyAllObservers(){
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(state);
        }
    }
    //主題對象也可以註冊、和刪除依賴它的觀察者對象
    public void attach(Observer observer){
        observers.add(observer);
    }

    public int getState() {
        return state;
    }
}

2. 觀察者接口

public abstract class Observer {
    public abstract void update(int state);
}

3. 具體的觀察者

public class ConcreteObserverA extends Observer{

    @Override
    public void update(int state) {
        System.out.println( "ConcreteObserverA get state change event: " + state );
    }
}

public class ConcreteObserverB extends Observer{

    @Override
    public void update(int state) {
        System.out.println( "ConcreteObserverA get state change event: " + state );
    }
}

最後寫一個測試類測試一下

public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //初始化主題對象
        Subject subject = new Subject();
        //註冊觀察者對象到主題對象
        ConcreteObserverA ConcreteObserverA=new ConcreteObserverA();
        ConcreteObserverB ConcreteObserverB=new ConcreteObserverB();
        subject.attach(ConcreteObserverA);
        subject.attach(ConcreteObserverB);
        //主題對象狀態發生變化
        subject.setState(20);

    }
}

我們看一下運行結果：

ConcreteObserverA get state change event: 20
ConcreteObserverA get state change event: 20

當主題對象狀態發生改變，兩個註冊的觀察者都收到了通知。

四、總結

其實觀察者模式很簡單，其核心內涵依然是用面向對象思想思考問題而非面向過程思想，面向接口編程，解耦合依賴。

但是觀察者模式也有缺點，觀察者模式是一種常用的鏈式觸發機制，由於是鏈式觸發，當觀察者比較多的時候，性能問題是比較令人擔憂的。並且，在鏈式結構中，比較容易出現循環引用的錯誤，造成系統假死。