Java面试题：解释观察者模式的工作原理，并通过实例展示如何在Java中实现

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象发生变化时，它的所有依赖者（观察者）都会收到通知并自动更新。这种模式常用于事件处理系统，如GUI事件处理、订阅-发布系统等。

工作原理

1. 主题（Subject）：主题对象持有一组观察者，并提供注册、删除观察者的方法。当主题对象状态改变时，调用通知方法，通知所有观察者。
2. 观察者（Observer）：定义一个更新接口，以便主题状态发生变化时更新自己。
3. 具体主题（Concrete Subject）：具体主题实现了主题接口，负责在状态改变时通知所有注册的观察者。
4. 具体观察者（Concrete Observer）：具体观察者实现了观察者接口，负责在接到通知时更新自身。

Java 实现

步骤1：定义观察者接口

public interface Observer {
    void update(String message);
}

步骤2：定义主题接口

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers();
}

步骤3：实现具体主题

public class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private String message;

    public ConcreteSubject() {
        this.observers = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(message);
        }
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
        notifyObservers();
    }
}

步骤4：实现具体观察者

public class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;

    public ConcreteObserver(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " received message: " + message);
    }
}

步骤5：测试观察者模式

public class ObserverPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();

        Observer observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");
        Observer observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");

        subject.registerObserver(observer1);
        subject.registerObserver(observer2);

        subject.setMessage("Hello, Observers!");
        subject.setMessage("Observer Pattern in action!");

        subject.removeObserver(observer1);

        subject.setMessage("Observer 1 has been removed");
    }
}

结果输出

Observer 1 received message: Hello, Observers!
Observer 2 received message: Hello, Observers!
Observer 1 received message: Observer Pattern in action!
Observer 2 received message: Observer Pattern in action!
Observer 2 received message: Observer 1 has been removed

在这个示例中，我们创建了一个具体主题ConcreteSubject和两个具体观察者ConcreteObserver。当主题的状态发生变化时，所有的观察者都会收到通知并更新自己的状态。这展示了观察者模式如何工作以及如何在Java中实现。