设计模式之观察者模式(Observer)

Posted 2020-12-26 cireland

简介

        观察者模式（Observer）完美的将观察者和被观察的对象分离开。举个例子，用户界面可以作为一个观察者，业务数据是被观察者，用户界面观察业务数据的变化，发现数据变化后，就显示在界面上。面向对象设计的一个原则是：系统中的每个类将重点放在某一个功能上，而不是其他方面。一个对象只做一件事情，并且将他做好。观察者模式在模块之间划定了清晰的界限，提高了应用程序的可维护性和重用性。

定义

        观察者模式（又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）模式）定义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。这个主题对象在状态变化时，会通知所有的观察者对象，使他们能够自动更新自己。

类型

行为型模式

类图

图1 类图

结构

最基础的观察者模式包括以下四个角色：

• Subject：抽象主题（抽象被观察者），抽象主题角色把所有观察者对象保存在一个集合里，每个主题都可以有任意数量的观察者，抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象。
• ConcreteSubject：具体主题（具体被观察者），该角色将有关状态存入具体观察者对象，在具体主题的内部状态发生改变时，给所有注册过的观察者发送通知。
• Observer：抽象观察者，是观察者者的抽象类，它定义了一个更新接口，使得在得到主题更改通知时更新自己。
• ConcrereObserver：具体观察者，是实现抽象观察者定义的更新接口，以便在得到主题更改通知时更新自身的状态。

使用场景

• 关联行为场景，需要注意的是，关联行为是可拆分的，而不是“组合”关系。
• 事件多级触发场景。
• 跨系统的消息交换场景，如消息队列、事件总线的处理机制。

优点

• 观察者与被观察者之间是属于轻度的关联关系，并且是抽象耦合的，这样，对于两者来说都比较容易进行扩展。
• 观察者模式是一种常用的触发机制，它形成一条触发链，依次对各个观察者的方法进行处理。但同时，这也算是观察者模式一个缺点，由于是链式触发，当观察者比较多的时候，性能问题是比较令人担忧的。并且，在链式结构中，比较容易出现循环引用的错误，造成系统假死。

缺点

        在应用观察者模式时需要考虑一下开发效率和运行效率的问题，程序中包括一个被观察者、多个观察者，开发、调试等内容会比较复杂 而且在Java中消息的通知一般是顺序执行，那么一个观察者卡顿，会影响整体的执行效率，在这种情况下，一般会采用异步实现。

模拟场景

        假设有一个软件公司，每当有新产品推出，就把信息通知到一些客户。

实现

C#版

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace Observer
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyCompany company = new MyCompany();
            IService customerA = new Customer("Alice");
            IService customerB = new Customer("Bob");
            company.Subscribe(customerA);
            company.Subscribe(customerB);
            company.SendMsg();
            Console.ReadLine();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象观察者
    /// </summary>
    public interface IService
    {
        void Update();
    }
    /// <summary>
    /// 具体观察者
    /// </summary>
    public class Customer : IService
    {
        private string name;
        public Customer(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        public void Update()
        {
            Console.WriteLine("客户{0}收到通知了", this.name);
        }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象被观察者
    /// </summary>
    public interface IMyCompany
    {
        //合作
        void Subscribe(IService subscriber);
        //取消合作
        void CancelSubscribe(IService subscriber);
        //向客户发送更新消息
        void SendMsg();
    }

    /// <summary>
    /// 被观察者
    /// </summary>
    public class MyCompany : IMyCompany
    {
        private IList<IService> subscribers = new List<IService>();

        public void Subscribe(IService subscriber)
        {
            subscribers.Add(subscriber);
        }
        public void CancelSubscribe(IService subscriber)
        {
            subscribers.Remove(subscriber);
        }
        public void SendMsg()
        {
            foreach (IService service in subscribers)
            {
                service.Update();
            }
        }
    }
}

View Code

Java版

package Observer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Program {
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
         MyCompany company = new MyCompany();
      IService customerA = new Customer("Alice");
      IService customerB = new Customer("Bob");
      company.Subscribe(customerA);
      company.Subscribe(customerB);
      company.SendMsg();
    }
}
interface IService {
        void Update();
}
    class Customer implements IService
    {
        private String name;
        public Customer(String name)
        {
            this.name = name;
        }
        public void Update()
        {
            System.out.println("客户"+this.name+"收到通知了");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象被观察者
    /// </summary>
     interface IMyCompany
    {
        //合作
        void Subscribe(IService subscriber);
        //取消合作
        void CancelSubscribe(IService subscriber);
        //向客户发送更新消息
        void SendMsg();
    }

    /// <summary>
    /// 被观察者
    /// </summary>
     class MyCompany implements IMyCompany
    {
        private List<IService> subscribers = new ArrayList<IService>();
        public void Subscribe(IService subscriber)
        {
            subscribers.add(subscriber);
        }
        public void CancelSubscribe(IService subscriber)
        {
            subscribers.remove(subscriber);
        }
        public void SendMsg()
        {
            for (IService service : subscribers)
            {
                service.Update();
            }
        }
    }

View Code