理解与应用观察者模式-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/one_Jachen/article/details/102764807

本文详细介绍了观察者模式，包括其定义、原理图、实际应用案例和在JDK中的实现。通过气象站项目的例子，阐述了如何使用观察者模式解决实时数据更新通知的问题，并对比了普通方案与观察者模式的优势。最后，分析了JDK中Observer和Observable类在观察者模式中的角色和用法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、观察者模式介绍

观察者模式是对象之间多对一的一种设计方案，定义了对象之间一对多的依赖，被依赖的对象为Subject，依赖的对象为Observer。这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新，即Subject通知Observer变化。

二、观察者模式原理图

观察者模式类似于订牛奶业务：1）奶站/气象局：Subject；2）用户/第三方网站：Observer

Subject：登记注册、移除和通知

说明：

1）registerObserver()：注册

2）removeObserver()：移除

3）notifyObservers()：通知所有注册的用户，根据不同需求，可以是更新数据，让用户来取，也可能是实时推送，看具体需求

Observer：接收输入

三、观察者模式例子

天气预报项目需求，具体要求如下：1）气象站可以将每天测量到的温度、湿度、气压等等，以公告的形式发布出去（比如发布到自己的网站或第三方）；2）需要设计开放型API，便于其他第三方也能介入气象站获取数据；3）提供温度、湿度和气压的接口；4）测量数据更新时，要能实时通知给第三方。

第一种设计方案：普通方案

通过对气象站项目的分析，我们可以初步设计出一个WeatherData类：

说明：

1）通过getXxx方法，可以让第三方介入，并得到相关信息

2）当数据有更新时，气象站通过调用dataChange()去更新数据，当第三方再次获取时，就能得到最新数据，当前也可以推送

对于这种方案的实现，有两个问题：1）其他第三方接入气象站获取数据的问题；2）无法在运行时动态的添加第三方，在WeatherData中，当增加一个第三方，都需要创建一个对应的第三方的公告板对象，并加入到dataChange，不利于维护，也不是动态加入；3）违反了开闭原则

第二种设计方案：使用观察者模式

类图如下所示：

代码如下所示：

创建Subject接口及其子类：

//接口，让WeatherData来实现
public interface Subject{
    void registerObserver(Observer o);

    void removeObserver(Observer o);

    void notifyObservers();
}

/**
  * 该类是核心
  * 包含最新的天气情况；含有观察者集合，使用ArrayList管理；
  * 当数据有更新时，就主动调用ArrayList，这样他们（接收者）就看到最新的消息
**/
public class WeatherData implements Subject{

    private float temperatrue;
    private float pressure;
    private float humidity;

    private List<Observer> observers;

    public WeatherData(){
        observers= new ArrayList<>();
    }

    public float getTemperatrue(){
        return temperatrue;
    }

    public float getPressure(){
        return pressure;
    }

    public float getHumidity(){
        return humidity;
    }

    public void dataChange(){
        notifyObservers();
    }

    public void setData(float temperatrue, float pressure, float humidity){
        this.temperatrue = temperatrue;
        this.pressure= pressure;
        this.humidity= humidity;
        dataChange();
    }

    public void registerObserver(Observer o){
        observers.add(o);
    }
    
    public void removeObserver(Observer o){
        if(observers.contain(o)){
            observers.remove(o);
        }
    }

    //遍历所有观察者
    public void notifyObservers(){
        for(Observer o : observers){
            o.update(temperatrue, pressure, humidity);
        }
    }
}

创建Observer接口及其子类：

//观察者接口，由观察者来实现
public interface Observer{

    void update(float temperature, float pressure, float humidity);
}

//显示当前天气情况（可以理解成是自己的网站）
public class CurrentCondition implements Observer {
    //温度 
    private float temperature;

    //气压
    private float pressure;

    //湿度
    private float humidity;

    //更新天气情况
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity){
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    
    private void display(){
        System.out.println("Today temperature:" + temperature);
        System.out.println("Today pressure:" + pressure);
        System.out.println("Today humidity:" + humidity);
    }

}

//显示当前天气情况（可以理解成是自己的网站）
public class BaiduSit implements Observer {
    //温度 
    private float temperature;

    //气压
    private float pressure;

    //湿度
    private float humidity;

    //更新天气情况
    public void update(float temperature, float pressure, float humidity){
        this.temperature = temperature;
        this.pressure = pressure;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    
    private void display(){
        System.out.println("百度网站 => temperature:" + temperature);
        System.out.println("百度网站 => pressure:" + pressure);
        System.out.println("百度网站 => humidity:" + humidity);
    }

}

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        WeatherData weater = new WeatherData();

        CurrentConditions condition = new CurrentConditions();
        BaiduSit baidu = new BaiduSit();

        weather.registerObserver(condition);
        weather.registerObserver(baidu); 

        weather.setData(10F, 100F, 30F);
    }
}