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设计模式(三)——观察者模式

news 2025/8/12 6:23:40

一、场景引入

假设你正在构建一个在线电子产品商店。用户哈基米正迫切等待新款 iPhone 上市，她有两个选择：

每天手动刷新商店页面（既浪费时间又枯燥
商店给所有用户群发邮件通知（对不关心的人来说是烦人的垃圾邮件）

显然，这两种方案都不理想。核心问题是如何在用户关心的时刻精准地通知他们，同时不打扰其他用户？观察者模式（Observer Pattern）为这类问题提供了一个解决方案。

二、基本定义

观察者模式定义了一种订阅机制，当某个事件发生时，可以自动通知所有订阅了该事件的对象。

它的核心思想是发布者（Subject）与订阅者（Observer）之间解耦：

发布者（Subject）：维护内部状态，并在状态变化时触发通知
订阅者（Observer）：实现接收通知的逻辑，并根据事件进行处理。
当状态发生变化时，发布者只通知已订阅的对象，而不会对其他对象产生影响。这样，用户不需要每天刷新页面，也不会收到与自己无关的垃圾信息。

三、参考示例——文件变更通知系统

为了更直观地理解，我们来模拟一个简单的文件编辑系统，该系统具有以下功能：

当文件打开时 → 记录日志
当文件保存时 → 发送邮件提醒

需要的组件：

EventManager —— 管理订阅关系和事件分发
Editor —— 作为事件发布者
LoggingListener & EmailAlertsListener —— 具体的订阅者实现

第一步：事件管理器`EventManager`

// 管理订阅关系和事件通知
class EventManager {private Map<String, List<EventListener>> listeners = new HashMap<>();// 为特定事件类型添加订阅者public void subscribe(String eventType, EventListener listener) {listeners.computeIfAbsent(eventType, k -> new ArrayList<>()).add(listener);}// 从特定事件类型移除订阅者public void unsubscribe(String eventType, EventListener listener) {listeners.getOrDefault(eventType, new ArrayList<>()).remove(listener);}// 通知所有监听者事件发生public void notify(String eventType, String data) {for (EventListener listener : listeners.getOrDefault(eventType, new ArrayList<>())) {listener.update(data);}}
}

解析
EventManager 是整个观察者模式的“中枢神经”。它使用 HashMap 管理不同事件类型（如 "open"、"save"）对应的监听器列表。> 当某事件发生时，notify() 会遍历该事件的订阅者并调用 update() 方法。

这种设计将事件产生的逻辑（发布者）与事件处理的逻辑（订阅者）完全分离，实现了运行时可自由添加或移除订阅者的能力，而无需修改核心业务代码。

第二步：事件发布者 `Editor`

// 在文件打开/保存时发送事件的发布者
class Editor {public EventManager events = new EventManager(); // 管理订阅者private File file;// 模拟打开文件并触发 'open' 事件public void openFile(String path) {this.file = new File(path);events.notify("open", file.getName());}// 模拟保存文件并触发 'save' 事件public void saveFile() {file.write();events.notify("save", file.getName());}
}

解析
Editor 类的职责是文件的打开与保存。它并不知道哪些对象在监听这些事件，也不关心监听器如何处理通知。> 当事件发生时，它只调用 EventManager.notify()，剩下的事情交给事件管理器去处理。

这种做法让 Editor 专注于文件编辑，而无需和日志记录、邮件发送等功能产生强耦合。

第三步：订阅者接口与实现

// 所有订阅者的通用接口
interface EventListener {void update(String filename);
}// 日志监听器
class LoggingListener implements EventListener {private File log;private String message;public LoggingListener(String logFilePath, String message) {this.log = new File(logFilePath);this.message = message;}public void update(String filename) {log.write(String.format(message, filename));}
}// 邮件提醒监听器
class EmailAlertsListener implements EventListener {private String email;private String message;public EmailAlertsListener(String email, String message) {this.email = email;this.message = message;}public void update(String filename) {sendEmail(email, String.format(message, filename));}
}

解析
所有订阅者都实现 EventListener 接口，并根据业务需求定制 update() 方法的行为。

LoggingListener：将事件信息写入日志文件。
EmailAlertsListener：向指定邮箱发送事件提醒。
这种灵活性使得系统可以针对同一事件做出多种不同的响应。

第四步：客户端组装系统

class Application {public void config() {Editor editor = new Editor();// 文件打开时记录日志LoggingListener logger = new LoggingListener("/log.txt", "[日志] 文件已打开: %s");// 文件保存时发送邮件EmailAlertsListener emailer = new EmailAlertsListener("admin@example.com", "[警报] 文件已保存: %s");// 注册监听器editor.events.subscribe("open", logger);editor.events.subscribe("save", emailer);// 模拟操作editor.openFile("doc.txt");editor.saveFile();}
}