JAVA设计模式18：观察者模式，建立了一对多的依赖关系

系统管理员 2024-02-20 12:13 3阅读 0赞

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> **作者简介**：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

#### 目录 ####

*  一、什么是观察者模式
 *  二、观察者模式实例
 *  三、观察者模式的应用场景
 *  四、观察者模式面试题

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## 一、什么是观察者模式 ##

**观察者模式（Observer Pattern）是一种行为型设计模式，它建立了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听一个被观察者对象的状态变化**，当被观察者对象的状态发生变化时，会自动通知所有观察者对象进行相应的更新操作。

> 观察者模式也被称为发布-订阅（Publish-Subscribe）模式。

在观察者模式中，有  4 4 4 个核心角色。

1.  **Subject（被观察者）**：它是一个抽象类或接口，定义了被观察者对象的基本操作，包括添加、删除和通知观察者的方法。
2.  **ConcreteSubject（具体被观察者）**：它是被观察者的具体实现，维护被观察者的状态，并在状态发生变化时通知所有观察者。
3.  **Observer（观察者）**：它是一个抽象类或接口，定义了观察者对象的基本操作，包括更新方法。
4.  **ConcreteObserver（具体观察者）**：它是观察者的具体实现，实现了观察者的更新方法，以便在接收到被观察者的通知时进行相应的操作。

观察者模式的核心思想是将观察者和被观察者解耦，使它们之间的依赖关系松散，从而实现对象间的松耦合。观察者模式能够在不改变被观察者和观察者之间的代码的情况下，动态地添加和删除观察者，从而提高了系统的灵活性和可扩展性。它常被用于事件处理、消息推送、GUI编程等场景。

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## 二、观察者模式实例 ##

> 下面是一个简单的 Java 代码示例，演示了观察者模式的实现，请同学们复制到本地执行。

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    // 被观察者接口
    interface Subject {
        
        void registerObserver(Observer observer);
        void removeObserver(Observer observer);
        void notifyObservers();
    }
    
    // 具体的被观察者
    class ConcreteSubject implements Subject {
        
        private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
        private String message;
        
        @Override
        public void registerObserver(Observer observer) {
        
            observers.add(observer);
        }
        
        @Override
        public void removeObserver(Observer observer) {
        
            observers.remove(observer);
        }
        
        @Override
        public void notifyObservers() {
        
            for (Observer observer : observers) {
        
                observer.update(message);
            }
        }
        
        public void setMessage(String message) {
        
            this.message = message;
            notifyObservers();
        }
    }
    
    // 观察者接口
    interface Observer {
        
        void update(String message);
    }
    
    // 具体的观察者
    class ConcreteObserver implements Observer {
        
        private String name;
        
        public ConcreteObserver(String name) {
        
            this.name = name;
        }
        
        @Override
        public void update(String message) {
        
            System.out.println(name + " 收到消息：" + message);
        }
    }
    
    public class ObserverPatternDemo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
            
            ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver("观察者1");
            ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver("观察者2");
            
            subject.registerObserver(observer1);
            subject.registerObserver(observer2);
            
            subject.setMessage("Hello World!");
            
            subject.removeObserver(observer1);
            
            subject.setMessage("How are you?");
        }
    }

在上述示例中，`ConcreteSubject` 是具体的被观察者，实现了 `Subject` 接口，它维护了一个观察者列表，并实现了注册、删除和通知观察者的方法。

> `ConcreteObserver` 是具体的观察者，实现了 `Observer` 接口。它定义了更新方法，当收到被观察者的通知时，会执行相应的操作。

在 `ObserverPatternDemo` 类中，我们创建了一个具体的被观察者对象 `subject`，以及两个具体的观察者对象 `observer1` 和 `observer2`。我们通过调用 `registerObserver` 方法将观察者添加到被观察者的列表中。然后，我们调用 `setMessage` 方法来设置被观察者的消息，从而触发通知操作。

最后，我们通过调用 `removeObserver` 方法将一个观察者从被观察者的列表中移除，再次调用 `setMessage` 方法来触发通知操作。运行代码，可以看到观察者收到了相应的消息。

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## 三、观察者模式的应用场景 ##

观察者模式在许多应用程序中都有广泛的应用，以下是观察者模式常见的应用场景，请同学们认真学习。

1.  **GUI编程**：在图形用户界面中，常常使用观察者模式来监听用户界面的交互事件，例如按钮的点击、菜单的选择等。当事件发生时，观察者会被通知并执行相应的操作，从而实现用户界面和业务逻辑的解耦。
2.  **消息推送系统**：观察者模式常被用于实现消息推送系统。当有新消息产生时，被观察者会通知所有的观察者，以便它们能够及时接收到新消息并进行相应的处理。
3.  **订阅-发布模式**：订阅-发布模式是观察者模式的一种扩展，常用于事件驱动的系统中。订阅者通过订阅感兴趣的事件，当事件发生时，发布者会通知所有订阅者，使它们能够响应相应的事件。
4.  **数据库触发器**：当数据库中的数据发生改变时，触发器可以通知相关的观察者进行相应的操作。观察者可以是其他数据库，或者是应用程序中的其他模块，以实现数据的同步和一致性。
5.  **股票交易系统**：在股票交易系统中，经纪人和投资者之间的关系可以使用观察者模式来建模。当股票价格发生变化时，经纪人会通知所有的投资者，以便他们能够及时作出相应的决策。

> 观察者模式适用于当一个对象的改变需要通知其他多个对象时，同时观察者对象之间应尽量保持独立，以减少耦合性。

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## 四、观察者模式面试题 ##

1.  什么是观察者模式？它解决了什么问题？
2.  观察者模式的核心角色有哪些？
3.  观察者模式和发布-订阅模式有何区别？
4.  观察者模式如何实现对象之间的解耦？
5.  观察者模式的优点是什么？
6.  观察者模式的缺点是什么？
7.  如何实现一个简单的观察者模式？
8.  观察者模式在哪些场景下应用较为常见？
9.  如何防止观察者模式中的内存泄漏问题？
10. 观察者模式和回调函数有何异同？

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