设计模式 - Observer Pattern 观察者模式

文章目录

  • 定义
  • 观察者模式的实现构成
    • 构成
    • UML图
  • 观察者模式的代码实现
    • 场景
    • 代码实现
  • 总结
    • 优点
    • 缺点
    • 应用场景
  • 其他设计模式文章:

定义

观察者模式是行为型模式的一种,它定义对象间的一种一对多的依赖关系,使得每当一个对象改变状态,它的所有依赖都会收到通知并且自动更新状态。

简单来说就是:当一个行为发生时传递信息给另外一个用户接收做出相应的处理,它们之间其实没有什么直接的关联。

观察者模式的实现构成

构成

 1. 主题(Subject):抽象主题,提供方法来增加和删除观察者,当自身状态发生改变时,通知所有观察者。
 2. 观察者(Observer):抽象观察者,用于接收主题状态更新的通知。
 3. 具体主题(Concrete Subject):实现主题接口、在其内部状态发生改变时,通知所有注册的观察者。
 4. 具体观察者(Concrete Observer):实现观察者接口、在接收到主题的通知时更新自身状态。

UML图

在这里插入图片描述

观察者模式的代码实现

场景

假设我们有一个股票价格监控系统,不同的模块(图表模块、统计模块和警报模块),它们需要实时更新股票价格信息。当股票价格发生变化时,这些模块就立即可以获取到通知并且可以进行更新显示。

代码实现

观察者接口
// 观察者接口,定义更新方法
interface Observer {// 当主题状态变化时调用此方法通知观察者。void update(double price);
}
具体观察者
// 具体观察者:图表模块
class ChartDisplay implements Observer {@Overridepublic void update(double price) {System.out.println("图表模块更新股票价格: " + price);}
}// 具体观察者:统计模块
class StatisticsDisplay implements Observer {@Overridepublic void update(double price) {System.out.println("统计模块更新股票价格: " + price);}
}// 具体观察者:警报模块
class AlertSystem implements Observer {@Overridepublic void update(double price) {if (price > 100.0) {System.out.println("警报!股票价格超过100元: " + price);}}
}
主题接口
// 主题接口,定义增加、删除观察者及通知方法,用于管理和通知观察者。
interface Subject {void addObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers();
}
具体主题
// 具体主题:实现了Subject,用来维护观察者列表并在价格变化时通知所有观察者。
class StockPrice implements Subject {private List<Observer> observers;private double price;public StockPrice() {observers = new ArrayList<>();}@Overridepublic void addObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}@Overridepublic void removeObserver(Observer observer) {observers.remove(observer);}@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(price);}}// 设置新价格并通知观察者public void setPrice(double price) {this.price = price;notifyObservers();}
}
客户端代码
// 客户端代码
public class ObserverPatternDemo {public static void main(String[] args) {// 创建具体主题StockPrice stockPrice = new StockPrice();// 创建具体观察者ChartDisplay chartDisplay = new ChartDisplay();StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay();AlertSystem alertSystem = new AlertSystem();// 注册观察者stockPrice.addObserver(chartDisplay);stockPrice.addObserver(statisticsDisplay);stockPrice.addObserver(alertSystem);// 更新股票价格stockPrice.setPrice(95.0);System.out.println();stockPrice.setPrice(105.0);}
}

总结

优点

 1. 解耦:主题只需知道观察者实现了某个接口,不需要知道具体实现细节,双方可以独立变化。
 2. 目标与观察者之间建立了一套触发机制。

缺点

 1. 当观察者对象很多时,通知的发布会花费很长时间,影响程序的效率。
 2. 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。

应用场景

 跨系统的消息交换场景,如消息队列,事件总线的处理机制

其他设计模式文章:

  • 设计模式 - Singleton pattern 单例模式
  • 设计模式 - Factory Method 工厂方法
  • 设计模式 - Chain Of Responsibility 责任链模式
  • 设计模式 - Template Method 模板方法
  • 设计模式 - Strategy Pattern策略模式
  • 设计模式 - Observer Pattern 观察者模式

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