【设计模式】之观察者模式

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前言

今天给大家介绍另一种设计模式--观察者模式，有了解webscoket实现原理的小伙伴应该对这个设计模式不陌生。不清楚也没关系，今天就给大家介绍一下这个设计模式。🌈

一、什么是观察者模式

观察者模式是一种常见的设计模式，用于在对象之间建立一对多的依赖关系。在该模式中，一个目标对象管理所有依赖于它的观察者对象，并在其状态改变时主动发出通知。

在观察者模式中，主要有以下几个角色：

Subject（目标/主题/可观察者）：

定义了被观察者需要实现的接口，通常包含添加、删除观察者以及通知所有观察者的方法。
用来保存注册的观察者对象，它可以是一个具体的被观察对象，也可以是一个抽象类或接口。
当其内部状态改变时，会通过某种方式（如调用方法）通知所有注册的观察者对象。

Observer（观察者/监听者）：

定义了一个更新接口，使得在得到目标的改变通知时更新自己。
可以是具体的观察者对象，也可以是一个抽象类或接口。
实现了观察者接口的对象可以在目标对象改变时收到通知。

ConcreteSubject（具体目标/具体可观察者）：

实现了目标接口，在内部状态改变时，会通知所有注册的观察者对象。
通常包含有经常发生改变的数据。

ConcreteObserver（具体观察者/具体监听者）：

实现了观察者接口，实现具体的更新方法，以便在得到目标的改变通知时执行具体的动作。
根据需要，可以更新目标的状态或做某些动作。

UMl类图

二、有哪些应用场景

最常见的就是前后端实时通信的webscoket，观察者模式在其他实际应用中也具有广泛的应用场景，比如：

事件处理：观察者模式常被用于事件处理机制，其中观察者对象订阅特定事件，并在事件发生时接收通知并执行相应的操作。例如，在图形用户界面（GUI）框架中，按钮的点击事件、窗口的打开和关闭事件等都可以使用观察者模式进行处理。
消息通知：观察者模式在消息通知系统中得到广泛应用。当发布者发布新消息时，订阅该消息的观察者将收到通知并进行相应的处理。这种模式常见于聊天应用、社交媒体平台等需要实时消息传递的场景。
实时数据更新：在需要实时更新数据的应用中，观察者模式可以用于将数据源与数据消费者连接起来。当数据源的数据发生变化时，观察者可以自动获取最新的数据并进行处理。
股票市场：股票市场应用程序可以使用观察者模式来监测股票价格变化，并将这些变化通知给投资者。
游戏开发：在游戏中，观察者模式可用于处理各种事件，如玩家输入、碰撞检测、角色状态变化等。当游戏角色的位置发生变化时，所有观察者（例如地图）都能收到通知，从而更新图形显示。
网络通信：在网络应用中，观察者模式可用于实现即时通信系统，其中用户之间的消息传递可以通过观察者模式来实现。

三、案例

我就以取快递这个案例为例，首先驿站拿到我们的快递后会给我们发送取件码，通知我们取件，然后我们接收到通知后，拿着取件码取件；这个过程中，驿站就是被观察者，我们自己就是观察者。接下来我们用代码实现这个过程。

首先，定义观察者接口或者抽象类

public abstract class Customer {
    public abstract void update();
}

具体观察者

public class CustomerA extends Customer{
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("顾客A的快递已送达");
    }
}

public class CustomerB extends Customer{
    @Override
    public void update() {
        System.out.println("顾客B的快递已送达");
    }
}

定义主题或目标接口

public interface Subject {
    void registerCustomer(Customer o);
    void removeCustomer(Customer o);
    void notifyCustomers();
}

具体观察者

public class PostStation implements Subject{
    private List<Customer> customerList ;
    public PostStation(){
        this.customerList = new ArrayList<>();
    }
    //添加顾客
    @Override
    public void registerCustomer(Customer o) {
        customerList.add(o);
    }
    //删除顾客
    @Override
    public void removeCustomer(Customer o) {
        customerList.remove(o);
    }
    //通知所有顾客
    @Override
    public void notifyCustomers() {
        for (Customer customer : customerList){
            customer.update();
        }
    }
    //对外提供取快递方法
    public void PostExpress(){
        this.notifyCustomers();
    }
}

测试

 void test1(){
        //创建一个驿站
        PostStation postStation = new PostStation();
        Customer customerA = new CustomerA();
        Customer customerB = new CustomerB();
        //添加两位顾客
        postStation.registerCustomer(customerA);
        postStation.registerCustomer(customerB);
        //通知所以顾客取快递
        postStation.notifyCustomers();
    }

总结

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。
目标与观察者之间建立了一套触发机制，使得当目标状态改变时，可以自动通知所有观察者。
支持广播通信，目标会向所有已注册的观察者对象发送通知，简化了一对多系统设计的难度。
满足“开闭原则”的要求，增加新的具体观察者无须修改原有系统代码，增加新的观察目标也很方便。