在软件开发中，经常会遇到一个对象状态的变化需要通知其他相关对象的情况。例如，当一个对象改变了自身的状态时，它可能需要通知到其他对象做出相应的变化。在这种情况下，如果对象之间的关系耦合性过高，就会导致代码难以维护和扩展。
观察者模式解决了这一问题。观察者模式（Observer Pattern）是一种常见的行为型设计模式，用于构建对象之间的一对多依赖关系，使得多个观察者对象同时监听一个主题对象。当主题对象状态发生变化时，所有依赖于它的观察者都会收到通知并作出相应的更新。
观察者模式主要包含以下几个角色：
- 主题（Subject）： 定义了被观察的对象，包含观察者列表和用于添加、删除观察者的方法。当主题状态发生变化时，会通过调用 notifyObservers 函数通知所有观察者。
- 观察者（Observer）： 定义了接收主题通知的接口，包含更新状态的方法，用于在接收到主题通知时执行相应的操作。
- 具体主题（Concrete Subject）： 实现了主题接口，负责维护一组观察者并发送通知。当其状态发生变化时，会通知所有注册的观察者。
- 具体观察者（Concrete Observer）： 实现了观察者接口，在收到主题的通知后进行相应的更新操作。
通过观察 Subject 的 UML 图，我们看到里面有一个 observers 的成员变量，用来记录所有的订阅这个主题的观察者。既然 Subject 是通过 notifyObservers 函数通知所有观察者的，那这个函数内部应当有一个观察者的迭代器，通过这个迭代器通知到每一个观察者。下面是 notifyObservers 函数实现的一个例子：
public abstract class Subject {
private ArrayList<Observer> observers = new ArrayList<>();
public void addObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
pubilc void notifyObservers() {
Iterator it = observers.oterator();
while (it.hasNext()) {
Observer observer = (Observer)it.next();
observer.update(this);
}
}
}
现在我们知道了状态变化的时候调用的是 notifyObservers 函数，那它是在哪里被调用的呢？这个问题的答案就在 Concrete Subject，这个具体的主题可以有各种各样的类型，以常见的生产者-消费者模型为例，假如 Observer 是消费者，它们订阅了物品的数量，当物品的数量大于 0 的时候就去通知消费者。下面是一个简单的 GoodSubject 例子：
public class GoodSubject {
private int num;
public void IncGoodNumber() {
num++;
if (num > 0) {
notifyObservers();
}
}
}
观察者模式的核心思想在于建立一个发布者（Subject）和订阅者（Observer）之间的订阅关系。当发布者状态改变时，所有订阅者都会收到通知，并进行相应的处理。
- 注册与通知机制： 观察者将自己注册到主题对象中，在主题状态发生变化时，通知所有注册的观察者。
- 解耦与灵活性： 观察者模式实现了发布者和订阅者之间的解耦，使得发布者和订阅者之间不直接相互调用，提高了代码的灵活性和可维护性。
观察者模式在实际开发中有着广泛的应用，特别适用于以下场景：
- 事件处理系统： 在GUI开发、游戏开发等领域，观察者模式常被用于事件处理系统，当某个事件发生时通知相关观察者做出相应响应。
- 消息通知系统： 消息推送、订阅服务等场景中，可以使用观察者模式实现消息的发布和订阅，实现异步通知机制。
- 数据更新与展示： 在MVC（Model-View-Controller）模式中，模型层的数据更新时常使用观察者模式通知视图层进行更新展示。
Last modified on 2023-12-31