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观察者模式

前言

这是我在这个网站整理的笔记,有错误的地方请指出，关注我，接下来还会持续更新。

作者：神的孩子都在歌唱

一.简介

百度百科： 观察者模式是一种对象行为模式。又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式，它定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。在观察者模式中，主体是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者，可以有任意数目的观察者订阅并接收通知。观察者模式不仅被广泛应用于软件界面元素之间的交互，在业务对象之间的交互、权限管理等方面也有广泛的应用。

个人理解： 这个模式在日常开发中很常见，比如a服务想要b服务磁盘满的时候通知它，那么它只需要把自己的grpc或者http接口给到b服务，b服务订阅后，如果磁盘满了就调用a服务注册的接口 通知。

在观察者模式中有如下角色：

抽象主题（Subject） 它把所有观察者对象的引用保存到一个聚集里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
具体主题（Concrete Subject）： 将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。
抽象观察者（Observer）： 为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题通知时更新自己。
具体观察者（Concrete Observer）： 实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题状态协调。

二. 案例

我将实现一个简单的主题（Subject），观察者（Observer）可以注册到该主题。每当有新消息发布到主题时，所有注册观察者都会收到通知，并且他们可以使用该消息。

请添加图片描述

这里是基本Subject接口，它定义了任何具体主题要实现的接口方法。

2.1 抽象主题（Subject）

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/5 17:13
 * @Description 主题
 */
public interface Subject {

    /**
     * 注册观察者
     */
    void register(Observer observer);

    /**
     * 取消观察者
     */
    void unregister(Observer observer);

    /**
     * 通知观察者消息有更新
     */
    void notifyObservers();

}

2.2 具体主题（Concrete Subject）

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/5 17:21
 * @Description 实现主题
 */
public class SubjectImpl implements Subject{

    /**
     * 同步锁
     */
    private final Object SUB= new Object();

    /**
     * 存储注册的观察者
     */
    private final List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    /**
     * 要通知的消息
     */
    private String message;

    /**
     * 防止 notifyObservers方法被外部调用发送错误通知
     */
    private boolean flag;

    @Override
    public void register(Observer observer) {
        if (observer != null) {
            synchronized (SUB) {
                // 如果不在就存储
                if (!observers.contains(observer)) {
                    observers.add(observer);
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void unregister(Observer observer) {
        if (observer != null) {
            synchronized (SUB) {
                observers.remove(observer);
            }
        }
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {

        List<Observer> objects = new ArrayList<>();
        //使用同步方法确保通知仅发送给新消息前注册的观察者
        synchronized (SUB) {
            if (!flag) {
                return;
            }
            objects = this.observers;
            this.flag = false;
        }
        for (Observer observer:objects) {
            // 通知观察者，有消息更新
            observer.update(this.message);
        }

    }

    /**
     * 自定义一个消息变更方法方便测试
     */
    public void updateMessage(String message) {
        System.out.println("消息有变更，通知注册的观察者");
        this.message = message;
        this.flag = true;
        // 通知
        notifyObservers();
    }
}

2.3 抽象观察者（Observer）

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/5 17:14
 * @Description 观察者类
 */
public interface Observer {

    /**
     * 定义要更新的方法，由主题调用
     */
    void update(String msg);
}

2.4 具体观察者（Concrete Observer）

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/5 17:59
 * @Description 观察者实现类
 */
public class ObserverImpl implements Observer{

    /**
     * 观察者名称
     */
    private final String observerName;
    public ObserverImpl(String name) {
        this.observerName = name;
    }

    @Override
    public void update(String msg) {
        System.out.println(observerName + "接收到消息:" + msg);
    }
}

2.5 测试

/**
 * @author chenyunzhi
 * @date 2024/6/6 14:57
 * @Description 观察者模式测试
 */
public class ObserverPatternTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建观察者并注册到主题
        SubjectImpl subject = new SubjectImpl();
        subject.register(new ObserverImpl("观察者1"));
        subject.register(new ObserverImpl("观察者2"));
        subject.register(new ObserverImpl("观察者3"));

        // 测试 更新消息
        subject.updateMessage("订阅的主题有消息更新了");

    }
}

请添加图片描述

三. 结论

3.1 优缺点

1.优点：

降低了目标与观察者之间的耦合关系，两者之间是抽象耦合关系。
被观察者发送通知，所有注册的观察者都会收到信息【可以实现广播机制】

2.缺点：

如果观察者非常多的话，那么所有的观察者收到被观察者发送的通知会耗时
如果被观察者有循环依赖的话，那么被观察者发送通知会使观察者循环调用，会导致系统崩溃

3.2 使用场景

对象间存在一对多关系，一个对象的状态发生改变会影响其他对象。
当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一方面时。

作者：神的孩子都在歌唱

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