观察者模式（Java行为型设计模式）

概述

定义：

又被称为发布-订阅（Publish/Subscribe）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。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。

结构

在观察者模式中有如下角色：

* 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，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。

案例实现

【例】微信公众号

在使用微信公众号时，大家都会有这样的体验，当你关注的公众号中有新内容更新的话，它就会推送给关注公众号的微信用户端。我们使用观察者模式来模拟这样的场景，微信用户就是观察者，微信公众号是被观察者，有多个的微信用户关注了程序猿这个公众号。

类图如下：

 代码如下：

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 抽象观察者类
 **/
public interface Observer {
    /**
     * 更新方法
     * @param message
     */
    void update(String message);
}

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 微信用户（具体观察者类）
 **/
public class WeixinUser implements Observer{
    /**
     * 微信用户名
     */
    private String name;

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

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

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 抽象被观察者
 **/
public interface Subject {
    /**
     * 增加订阅者
     * @param observer
     */
    void attach(Observer observer);

    /**
     * 删除订阅者
     * @param observer
     */
    void detach(Observer observer);

    /**
     * 通知订阅者更新消息
     * @param message
     */
    void notify(String message);
}

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 具体被观察者
 **/
public class SubscriptionSubject implements Subject{
    /**
     * 声明存储订阅公众号的微信用户
     */
    private static final List<Observer> weiXinUserList  = new ArrayList<>();

    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        weiXinUserList.add(observer);
    }

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

    @Override
    public void notify(String message) {
        weiXinUserList.forEach(observer -> observer.update(message));
    }
}

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 测试
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建公众号（具体被观察者）
        SubscriptionSubject subject = new SubscriptionSubject();
        //创建微信用户
        WeixinUser user1 = new WeixinUser("张三");
        WeixinUser user2 = new WeixinUser("李四");
        WeixinUser user3 = new WeixinUser("王五");
        //用户订阅公众号
        subject.attach(user1);
        subject.attach(user2);
        subject.attach(user3);
        //公众号更新发消息给所有订阅者
        subject.notify("更新一篇文章，快来看看吧！");
    }
}

测试结果：

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

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。

JDK中提供的实现

在 Java 中，通过 java.util.Observable 类和 java.util.Observer 接口定义了观察者模式，只要实现它们的子类就可以编写观察者模式实例。

**1，Observable类**

Observable 类是抽象目标类（被观察者），它有一个 Vector 集合成员变量，用于保存所有要通知的观察者对象，下面来介绍它最重要的 3 个方法。

* void addObserver(Observer o) 方法：用于将新的观察者对象添加到集合中。

* void notifyObservers(Object arg) 方法：调用集合中的所有观察者对象的 update方法，通知它们数据发生改变。通常越晚加入集合的观察者越先得到通知。

* void setChange() 方法：用来设置一个 boolean 类型的内部标志，注明目标对象发生了变化。当它为true时，notifyObservers() 才会通知观察者。

**2，Observer 接口**

Observer 接口是抽象观察者，它监视目标对象的变化，当目标对象发生变化时，观察者得到通知，并调用 update 方法，进行相应的工作。

【例】警察抓小偷

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 小偷（具体被观察者对象）
 **/
public class Thief extends Observable {
    private String name;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 小偷偷东西
     */
    public void steal(){
        System.out.println("小偷：我偷东西了，有没有人来抓我！！！");
        this.setChanged();
        this.notifyObservers();
    }

}

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 警察（具体观察者）
 **/
public class Policemen implements Observer {
    @Override
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("警察：" + ((Thief)o).getName() + "，我已经盯你很久了，你可以保持沉默，但你所说的将成为呈堂证供！！！");
    }
}

测试：

/**
 * @author: xuzhilei6656
 * @create: 2022-02-09
 * @description: 测试
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建公众号（具体被观察者）
        SubscriptionSubject subject = new SubscriptionSubject();
        //创建微信用户
        WeixinUser user1 = new WeixinUser("张三");
        WeixinUser user2 = new WeixinUser("李四");
        WeixinUser user3 = new WeixinUser("王五");
        //用户订阅公众号
        subject.attach(user1);
        subject.attach(user2);
        subject.attach(user3);
        //公众号更新发消息给所有订阅者
        subject.notify("更新一篇文章，快来看看吧！");
        
        System.out.println("---------------------------------");
        //小偷
        Thief thief = new Thief("赵六");
        //警察
        Policemen policemen = new Policemen();
        //让警察盯着小偷
        thief.addObserver(policemen);
        //小偷有动作后
        thief.steal();
    }
}

测试结果：