observer

观察者 Observer

✨模式类型✨✨	✨✨难度✨ ✨	✨✨实用性✨✨	✨✨重要程度✨✨	✨✨经典性✨✨	✨✨历史性✨
行为型模式	★★★ ⬇️	★★★★ ⬆️	★★★★ ⬆️	💚 ⬆️	💚 ⬆️

概念

观察者模式(Observer Pattern)：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式又叫做发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。观察者模式是一种对象行为型模式。

用途

建立一种对象与对象之间的依赖关系，一个对象发生改变时将自动通知其他对象，其他对象将相应做出反应。在此，发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者，一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间没有相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展。且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。

模式架构

• 观察者模式描述了如何建立对象与对象之间的依赖关系，如何构造满足这种需求的系统。
• 这一模式中的关键对象是观察目标和观察者，一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者，一旦目标的状态发生改变，所有的观察者都将得到通知。
• 作为对这个通知的响应，每个观察者都将即时更新自己的状态，以与目标状态同步，这种交互也称为发布-订阅(publish subscribe)。目标是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者，可以有任意数目的观察者订阅它并接收通知。

参与角色对象

• Subject: 目标，具有注册和移除观察者、并通知所有观察者的功能，主题是通过维护一张观察者列表来实现这些操作的。
• ConcreteSubject: 具体目标，实现Subject接口并完成观察者注册、移除观察者、通知观察者。
• Observer: 观察者，注册功能需要调用主题的 registerObserver() 方法。
• ConcreteObserver: 具体观察者，可以有多个不同的观察者对目标进行观察。

UML关系图

优点与缺点

• 优点

  • 建立一套触发机制。
  • 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，并定义了稳定的消息更新传递机制，抽象了更新接口，使得可以有各种各样不同的表示层作为具体观察者角色。
  • 观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。
  • 观察者模式支持广播通信。
  • 观察者模式符合“开闭原则”的要求。

• 缺点

  • 如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。
  • 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。
  • 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

代码实现

观察者模式的实现要点如下：

• 定义 Subject 目标接口，声明观察者注册、移除观察者、通知观察者的接口方法。
• 定义 ConcreteSubject 具体目标，实现Subject 目标接口。同时实现观察者注册、移除观察者、通知观察者的接口方法，并额外提供通知所有观察者改变状态的方法，在方法中调用 notifyObserver。
• 定义 Observer 观察者接口，提供改变状态的接口方法。
• 根据需要定义多个ConcreteObserver 具体观察者实现类，实现Observer 观察者接口并完成改变状态的接口方法。

示例参考

• 观察者模式

应用场景

观察者模式适用于：

• 当抽象有两个方面时，一个依赖于另一个。将这些方面封装在单独的对象中可让您独立地改变和重用它们。
• 当一个对象应该能够通知其他对象而不假设这些对象是谁。换句话说，您不希望这些对象紧密耦合。
• 一个对象的改变将导致其他一个或多个对象也发生改变，而不知道具体有多少对象将发生改变，可以降低对象之间的耦合度。
• 需要在系统中创建一个触发链，A对象的行为将影响B对象，B对象的行为将影响C对象……，可以使用观察者模式创建一种链式触发机制。
• 一个对象（目标对象）的状态发生改变，所有的依赖对象（观察者对象）都将得到通知，进行广播通知。

应用实例参考

JavaSDK

• java.util.Observer
• java.util.EventListener
• javax.servlet.http.HttpSessionBindingListener
• javax.servlet.http.HttpSessionAttributeListener
• RxJava

GoSDK

PythonSDK

JavaScript Libs

总结

• 观察者模式定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。
• 发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者，一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间没有相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展。且要考虑到易用和低耦合，保证高度的协作。
• 观察者模式的优点有：建立一套触发机制；观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，并定义了稳定的消息更新传递机制；观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合；观察者模式支持广播通信；观察者模式符合“开闭原则”的要求。
• 观察者模式适用于：当抽象有两个方面时，一个依赖于另一个；当一个对象应该能够通知其他对象而不假设这些对象是谁；不知道具体有多少对象将发生改变，可以降低对象之间的耦合度；需要在系统中创建一个触发链；进行广播通知。