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Java设计模式之行为型模式（观察者模式）介绍与说明

news 2025/7/11 6:04:27

一、模式结构

观察者模式包含以下四个角色：

Subject（主题/被观察者）
- 维护观察者列表，提供注册（registerObserver）、移除（removeObserver）观察者的方法，并定义通知所有观察者的方法（notifyObservers）。
- 示例：天气数据（WeatherData）、优衣库品牌决策（UniqloBrandDecision）。
Observer（观察者）
- 定义更新接口（update），用于接收主题的通知并执行响应逻辑。
- 示例：天气显示组件（CurrentConditionsDisplay）、消费者（Consumer）。
ConcreteSubject（具体主题）
- 实现主题接口，管理观察者列表，并在状态变化时触发通知。例如，WeatherData类在温度、湿度等数据更新时调用notifyObservers。
ConcreteObserver（具体观察者）
- 实现观察者接口，定义具体响应逻辑。例如，CurrentConditionsDisplay在接收到数据后更新显示内容。

二、核心实现步骤

定义观察者接口：声明update方法，参数可为数据对象或主题引用（推模型或拉模型）。
实现具体观察者：在update方法中处理主题状态变化，例如更新UI或执行业务逻辑。
定义主题接口：包含观察者管理方法和通知方法。
实现具体主题：维护观察者列表，在状态变化时遍历并调用update方法。

三、代码示例（气象站系统）

// 观察者接口
public interface Observer {void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
// 主题接口
public interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}
// 具体主题类（天气数据）
public class WeatherData implements Subject {private List observers = new ArrayList<>();private float temperature, humidity, pressure;@Overridepublic void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); }@Overridepublic void removeObserver(Observer o) { observers.remove(o); }@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer o : observers) {o.update(temperature, humidity, pressure);}}public void measurementsChanged() {notifyObservers();}public void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure) {this.temperature = temp;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;measurementsChanged();}
}
// 具体观察者类（当前天气显示）
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temp, humidity;@Overridepublic void update(float temp, float humidity, float pressure) {this.temp = temp;this.humidity = humidity;display();}private void display() {System.out.println("当前温度：" + temp + "℃，湿度：" + humidity + "%");}
}

四、适用场景

事件驱动系统：如GUI事件处理、按钮点击监听。
实时数据监控：股票价格变动、传感器数据更新。
订阅/发布模型：邮件订阅、RSS订阅、消息队列。
跨模块通知：订单状态变更通知多个服务。

五、优缺点分析

优点	缺点
- 解耦主题与观察者，符合开闭原则。	- 观察者过多时性能下降。
- 动态扩展观察者，无需修改核心逻辑。	- 通知顺序不可控，可能引发依赖链问题。
- 支持广播通信，实现事件驱动机制。	- 循环依赖可能导致栈溢出。