設計模式(Design pattern)是一套被反覆使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是爲了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設計模式於己於他人於系統都是多贏的;設計模式使代碼編制真正工程化;設計模式是軟件工程的基石脈絡，如同大廈的結構一樣。
設計模式分爲三種類型，共23種。
創建型模式(5)：單例模式、抽象工廠模式、建造者模式、工廠模式、原型模式。
結構型模式(7)：適配器模式、橋接模式、裝飾模式、組合模式、外觀模式、享元模式、代理模式。
行爲型模式(11)：(父子類)策略模式、模版方法模式，(兩個類)觀察者模式、迭代器模式、職責鏈模式、命令模式，(類的狀態)狀態模式、備忘錄模式，(中間類) 訪問者模式、中介者模式、解釋器模式。
一.概述
定義
觀察者模式(Observer Pattern):定義對象之間的一種一對多依賴關係，使得每當一個對象狀態發生改變時，其相關依賴對象皆得到通知並被自動更新。觀察者模式的別名包括髮布-訂閱（Publish/Subscribe）模式、模型-視圖（Model/View）模式、源-監聽器（Source/Listener）模式或從屬者（Dependents）模式。觀察者模式是一種對象行爲型模式。
Observer Pattern：Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state, all its dependents are notified and updated automatically.
結構
觀察者模式結構中通常包括觀察目標和觀察者兩個繼承層次結構，其結構如圖3所示：
在觀察者模式結構圖中包含如下幾個角色：
- Subject（目標）：目標又稱爲主題，它是指被觀察的對象。在目標中定義了一個觀察者集合，一個觀察目標可以接受任意數量的觀察者來觀察，它提供一系列方法來增加和刪除觀察者對象，同時它定義了通知方法notify()。目標類可以是接口，也可以是抽象類或具體類。
- ConcreteSubject（具體目標）：具體目標是目標類的子類，通常它包含有經常發生改變的數據，當它的狀態發生改變時，向它的各個觀察者發出通知；同時它還實現了在目標類中定義的抽象業務邏輯方法（如果有的話）。如果無須擴展目標類，則具體目標類可以省略。
- Observer（觀察者）：觀察者將對觀察目標的改變做出反應，觀察者一般定義爲接口，該接口聲明瞭更新數據的方法update()，因此又稱爲抽象觀察者。
- ConcreteObserver（具體觀察者）：在具體觀察者中維護一個指向具體目標對象的引用，它存儲具體觀察者的有關狀態，這些狀態需要和具體目標的狀態保持一致；它實現了在抽象觀察者Observer中定義的update()方法。通常在實現時，可以調用具體目標類的attach()方法將自己添加到目標類的集合中或通過detach()方法將自己從目標類的集合中刪除。
觀察者模式描述瞭如何建立對象與對象之間的依賴關係，以及如何構造滿足這種需求的系統。觀察者模式包含觀察目標和觀察者兩類對象，一個目標可以有任意數目的與之相依賴的觀察者，一旦觀察目標的狀態發生改變，所有的觀察者都將得到通知。作爲對這個通知的響應，每個觀察者都將監視觀察目標的狀態以使其狀態與目標狀態同步，這種交互也稱爲發佈-訂閱(Publish-Subscribe)。觀察目標是通知的發佈者，它發出通知時並不需要知道誰是它的觀察者，可以有任意數目的觀察者訂閱它並接收通知。
實現
下面通過示意代碼來對該模式進行進一步分析。首先我們定義一個抽象目標Subject，典型代碼如下所示：
public abstract class Subject {
//定義一個觀察者集合用於存儲所有觀察者對象
protected ArrayList observers<Observer> = new ArrayList();
//註冊方法，用於向觀察者集合中增加一個觀察者
public void attach(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
//註銷方法，用於在觀察者集合中刪除一個觀察者
public void detach(Observer observer) {
observers.remove(observer);
}
//聲明抽象通知方法
public abstract void notify();
} 具體目標類ConcreteSubject是實現了抽象目標類Subject的一個具體子類，其典型代碼如下所示：
public class ConcreteSubject extends Subject {
//實現通知方法
public void notify() {
//遍歷觀察者集合，調用每一個觀察者的響應方法
for(Object obs:observers) {
((Observer)obs).update();
}
}
} 抽象觀察者角色一般定義爲一個接口，通常只聲明一個update()方法，爲不同觀察者的更新（響應）行爲定義相同的接口，這個方法在其子類中實現，不同的觀察者具有不同的響應方法。抽象觀察者Observer典型代碼如下所示：
public interface Observer {
//聲明響應方法
public void update();
} 在具體觀察者ConcreteObserver中實現了update()方法，其典型代碼如下所示：
public class ConcreteObserver implements Observer {
//實現響應方法
public void update() {
//具體響應代碼
}
} 在有些更加複雜的情況下，具體觀察者類ConcreteObserver的update()方法在執行時需要使用到具體目標類ConcreteSubject中的狀態（屬性），因此在ConcreteObserver與ConcreteSubject之間有時候還存在關聯或依賴關係，在ConcreteObserver中定義一個ConcreteSubject實例，通過該實例獲取存儲在ConcreteSubject中的狀態。如果ConcreteObserver的update()方法不需要使用到ConcreteSubject中的狀態屬性，則可以對觀察者模式的標準結構進行簡化，在具體觀察者ConcreteObserver和具體目標ConcreteSubject之間無須維持對象引用。如果在具體層具有關聯關係，系統的擴展性將受到一定的影響，增加新的具體目標類有時候需要修改原有觀察者的代碼，在一定程度上違反了“開閉原則”，但是如果原有觀察者類無須關聯新增的具體目標，則系統擴展性不受影響。
二.源碼分析
JavaSE中已經提供了Observer接口和Observable類讓你簡單快速的實現觀察者模式，因此有必要去了解Observer和Observable；
Observer接口
Observer爲java.util包下的一個接口，源碼如下：
public interface Observer {
void update(Observable o, Object arg);
}update方法第一個參數爲被觀察者對象，可以調用它的public方法。爲觀察者提供了一種拉取數據的方式
第二個參數由調用者調用notifyObservers(Object obj)將一些信息推過來。
Observable類
Observable類同樣位於java.util包，該類的成員變量和方法（省略其具體實現)如下：
public class Observable {
private boolean changed = false;
private Vector<Observer> obs;
public Observable(){};
protected synchronized void setChanged(){};
protected synchronized void clearChanged(){};
public synchronized void addObserver(Observer o){};
public synchronized void deleteObserver(Observer o) {};
public synchronized void deleteObservers(){};
public synchronized boolean hasChanged(){};
public synchronized int countObservers(){};
public void notifyObservers(){};
public void notifyObservers(Object arg){};
}Vector相比於ArrayList來說，它是線程安全的。其次，在添加和刪除觀察者時對兩個方法使用了synchronized關鍵字，這都是在爲多線程考慮。
最關鍵的方法是notifyObservers(),來看下源碼：
public void notifyObservers(Object arg) {
Object[] arrLocal;
synchronized (this) {
if (!changed)
return;
arrLocal = obs.toArray();
clearChanged();
}
for (int i = arrLocal.length-1; i>=0; i--)
((Observer)arrLocal[i]).update(this, arg);
}這個方法相當的嚴謹，考慮了線程安全等問題。
從這個方法可以看出，只有changed爲true，纔會執行各個觀察者的update方法。對changed狀態的改變的唯一途徑是protected synchronized void setChanged(){}; 而protected修飾了setChanged方法，表明只有它的子類才能調用它（打開這個開關),所以客戶端無論怎麼調用notifyObservers()方法還是無濟於事。
Observable類只提供這個boolean值來表明是否發生變化，而不定義什麼叫變化，因爲每個業務中對變化的具體定義不一樣，因此子類自己來判斷是否變化；
三.小丑表演
觀察者模式是很常用的模式，尤其在界面編程，比如android中的BaseAdapter，就使用了觀察者模式，當數據源發生變化時，通知界面重新繪製。下面我們來利用jdk中提供的Observer和Observable來實現一個觀察者模式的例子，例子非常得有趣。
需求：
鎮上來了一位小丑，爲大家表演節目，所有觀看的觀衆會根據小丑表演的精彩與否來做出相應的反應，比如表演的好就鼓掌喝彩，表演的不好就倒喝彩，表演完畢觀衆就退場。
分析：
這裏涉及到小丑和觀衆，小丑的數量是1，而觀衆的數量是n，觀衆會對小丑的舉動做出相應的反應。這裏很符合觀察者模式的場景，因此，我們需要創建一個小丑類Clown，作爲被觀察對象，因此需要繼承Observable類，同時具有表演的行爲，退場的行爲；同時需要創建一個觀衆類Viewer，作爲觀察者，因此需要實現Observer接口，同時觀衆具有喝彩的行爲，倒喝彩的行爲，退場的行爲，每個觀衆還對應一個座位號。
public class Clown extends Observable{
public static final int PERFORM_GOOD = 0;
public static final int PERFORM_BAD = 1;
public static final int PERFORM_COMPLETE = 2;
public void perfom() {
if(countObservers()==0) {
System.out.println("都沒人，表演個毛線！！！！");
return;
}
//此參數可以由客戶端傳遞過來
int random = new Random().nextInt(2);
setChanged();
notifyObservers(random);
}
public void exit() {
System.out.println("表演結束，謝謝大家！");
setChanged();
notifyObservers(PERFORM_COMPLETE);
}
}
public class Viewer implements Observer{
private int seatNo;//座位號
public Viewer(int seatNo) {
this.seatNo = seatNo;
}
@Override
public void update(Observable o, Object arg) {
int r = (int)arg;
switch (r) {
case Clown.PERFORM_BAD:
System.out.println(seatNo+"號觀衆：表演得太爛了吧！");
if(new Random().nextBoolean()) {
o.deleteObserver(this);
System.out.println(seatNo+"號觀衆已經中途退場！!!!");
}
break;
case Clown.PERFORM_GOOD:
System.out.println(seatNo+"號觀衆：太好笑了，不錯不錯！");
break;
case Clown.PERFORM_COMPLETE:
o.deleteObserver(this);
System.out.println(seatNo+"號觀衆離場");
break;
}
}
}public class ObserverApp {
public static void main(String[] args) {
Clown c = new Clown();
for(int i=0;i<10;i++) {
Viewer v = new Viewer(i+1);
c.addObserver(v);
}
System.out.println("觀衆都已經入座，小丑，請開始你的表演！");
c.perfom();
System.out.println("請在換個節目表演一次！");
c.perfom();
System.out.println("請在換個節目表演一次！");
c.perfom();
c.exit();
c.perfom();
}
}觀衆都已經入座，小丑，請開始你的表演！
10號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
9號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
8號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
7號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
6號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
5號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
4號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
3號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
2號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
1號觀衆：太好笑了，不錯不錯！
請在換個節目表演一次！
10號觀衆：表演得太爛了吧！
10號觀衆已經中途退場！!!!
9號觀衆：表演得太爛了吧！
9號觀衆已經中途退場！!!!
8號觀衆：表演得太爛了吧！
8號觀衆已經中途退場！!!!
7號觀衆：表演得太爛了吧！
6號觀衆：表演得太爛了吧！
5號觀衆：表演得太爛了吧！
5號觀衆已經中途退場！!!!
4號觀衆：表演得太爛了吧！
3號觀衆：表演得太爛了吧！
2號觀衆：表演得太爛了吧！
1號觀衆：表演得太爛了吧！
1號觀衆已經中途退場！!!!
請在換個節目表演一次！
7號觀衆：表演得太爛了吧！
6號觀衆：表演得太爛了吧！
6號觀衆已經中途退場！!!!
4號觀衆：表演得太爛了吧！
4號觀衆已經中途退場！!!!
3號觀衆：表演得太爛了吧！
2號觀衆：表演得太爛了吧！
表演結束，謝謝大家！
7號觀衆離場
3號觀衆離場
2號觀衆離場
都沒人，表演個毛線！！！！可以參考博客：【java】Observer和Observable詳解
參考電子書下載：設計模式的藝術–軟件開發人員內功修煉之道_劉偉(2013年).pdf
《道德經》第六章：
穀神不死，是謂玄牝。玄牝(pin)之門，是謂天地之根。綿綿呵！其若存！用之不堇（jin)。
譯文：生養天地萬物的道（穀神）是永恆長存的，這叫做玄妙的母性。玄妙母體的生育之產門，這就是天地的根本。連綿不絕啊！它就是這樣不斷的永存，作用是無窮無盡的。