观察者模式 (Observer)

场景问题

问题案例

考虑一个微信公众号推送系统，用户可以订阅公众号，公众号发布新消息时，所有订阅用户都会收到通知。

不用模式的解决方案

实现简化版本

最直接的做法是公众号对象持有所有用户的引用，发布消息时遍历通知：

public class WeChatOfficialAccount {
    private List<User> users = new ArrayList<>();
    public void addUser(User user) { users.add(user); }
    public void notifyUsers(String message) {
        for (User u : users) {
            u.receive(message);
        }
    }
}
public class User {
    private String name;
    public User(String name) { this.name = name; }
    public void receive(String message) {
        System.out.println(name + " 收到推送：" + message);
    }
}

使用示例

WeChatOfficialAccount account = new WeChatOfficialAccount();
User u1 = new User("张三");
User u2 = new User("李四");
account.addUser(u1);
account.addUser(u2);
account.notifyUsers("新文章上线");

有何问题

1. 用户和公众号耦合度高。
2. 不能灵活扩展通知方式。
3. 不能动态添加/移除观察者。

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解决方案

观察者模式的定义

定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每当一个对象状态发生变化时，其相关依赖对象都会收到通知并自动更新。

应用观察者模式的思路

• 定义抽象主题（Subject）和抽象观察者（Observer）接口。
• 主题对象维护观察者列表，状态变化时通知所有观察者。
• 观察者实现更新接口，接收通知。

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观察者模式的结构

• Subject：抽象主题，定义维护观察者的方法。
• ConcreteSubject：具体主题，实现通知逻辑。
• Observer：抽象观察者，定义更新接口。
• ConcreteObserver：具体观察者，实现接收通知。

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观察者模式的实现

// 抽象主题
public interface Subject {
    void addObserver(Observer o);
    void removeObserver(Observer o);
    void notifyObservers(String message);
}

// 具体主题
public class WeChatOfficialAccount implements Subject {
    private List<Observer> users = new ArrayList<>();
    public void addObserver(Observer o) { users.add(o); }
    public void removeObserver(Observer o) { users.remove(o); }
    public void notifyObservers(String message) {
        for (Observer u : users) {
            u.update(message);
        }
    }
}

// 抽象观察者
public interface Observer {
    void update(String message);
}

// 具体观察者
public class User implements Observer {
    private String name;
    public User(String name) { this.name = name; }
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " 收到推送：" + message);
    }
}

使用示例

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        WeChatOfficialAccount account = new WeChatOfficialAccount();
        User u1 = new User("张三");
        User u2 = new User("李四");
        account.addObserver(u1);
        account.addObserver(u2);
        account.notifyObservers("新文章上线");
    }
}

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观察者重写示例

示例结构

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示例代码

见上文"观察者模式的实现"部分。

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模式讲解

观察者模式的功能

• 实现对象间的解耦。
• 支持动态添加、移除观察者。
• 便于扩展多种通知方式。

实现成接口

• 主题和观察者通常定义为接口或抽象类。

使用工厂方法

• 可结合工厂方法模式，统一创建主题和观察者对象。

切换产品簇

• 可用于切换不同的通知实现，如邮件、短信、推送等。

执行时序图