Java設計模式之觀察者模式

前言

觀察者模式又被成爲發佈-訂閱模式， 屬於行爲型設計模式的一種，是一個在項目中常用的模式。

定義

定義對象間一種一對多的依賴關係，每當一個對象改變狀態時，則全部依賴它的對象都會獲得通知並被自動更新。

使用場景

• 關聯行爲場景。須要注意的是，關聯行爲是可拆分的，而不是「組合」關係。
• 事件多觸發場景。
• 跨系統的消息交換場景，如消息隊列、事件總線的處理機制。

角色

• Subject：抽象主題（抽象被觀察者）。抽象主題角色把全部觀察者對象保存在一個集合裏，每一個主題均可以有任意數量的觀察者。抽象主題提供一個接口，能夠增長和刪除觀察者對象。
• ConcreteSubject：具體主題（具體被觀察者）。該角色將有關狀態存入具體觀察者對象，在具體主題的內部狀態發生改變時，給全部註冊過的觀察者發送通知。
• Observer：抽象觀察者，是觀察者的抽象類。它定義一個更新接口，使得在獲得主題更改通知時更新本身。
• ConcrereObserver：具體觀察者，實現抽象觀察者定義的更新接口，以便在獲得主題更改通知時更新自身的狀態。

觀察者模式的簡單實現

微信公衆號場景：假設微信用戶就是觀察者，微信公衆號是被觀察者，有多個微信用戶關注了「程序員」這個公衆號。當這個公衆號更新時就會通知這些訂閱的用戶。

1. 抽象觀察者：裏面定義一個更新方法。

public interface Observer {
     void update(String message);
}
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2. 具體觀察者：微信用戶是觀察者，裏面實現了更新的方法。

public class WeChatUser implements Observer {
    private String name;
    public WeChatUser(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " " + message);
    }
}
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3. 抽象被觀察者：被觀察者，提供 attach、detach、notify三個方法。

public interface Subject {
    /**
     * 增長訂閱者
     * @param observer
     */
    void attach(Observer observer);

    /**
     * 刪除訂閱者
     * @param observer
     */
    void detach(Observer observer);

    /**
     * 通知訂閱者更新消息
     * @param message
     */
    void notify(String message);

}

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4. 具體被觀察者：微信公衆號具體主題（具體被觀察者），裏面存儲了訂閱該公衆號的微信用戶，並實現了抽象主題中的方法。

public class SubscriptionSubject implements Subject {

    private List<Observer> weChatUserList = new ArrayList<Observer>();
    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        weChatUserList.add(observer);
    }

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

    @Override
    public void notify(String message) {
        for(Observer observer : weChatUserList){
            observer.update(message);
        }
    }
}
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2. 客戶端調用。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SubscriptionSubject mSubscriptionSubject = new SubscriptionSubject();
        //建立微信用戶
        WeChatUser user1 = new WeChatUser("用戶1");
        WeChatUser user2 = new WeChatUser("用戶2");
        WeChatUser user3 = new WeChatUser("用戶3");
        //訂閱公衆號
        mSubscriptionSubject.attach(user1);
        mSubscriptionSubject.attach(user2);
        mSubscriptionSubject.attach(user3);
        //公衆號更新發出消息給訂閱的微信用戶
        mSubscriptionSubject.notify("公衆號有更新內容了");
    }
}

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優缺點

優勢

• 觀察者和被觀察者之間是抽象耦合，容易擴展。
• 方便創建一套觸發機制。

缺點

• 在應用觀察者模式時須要考慮一下開發效率和運行效率的問題。程序中包括一個被觀察者和多個觀察者，開發、調試等內容比較複雜，並且在 Java 中消息的通知通常是有執行順序的，那麼一個觀察者卡頓，會影響總體的執行效率，這種狀況下通常會採用異步方式。