Java 筹划模式：观察者模式

一、模式定义

     观察者模式属于行为型筹划模式，用于建立对象间的一对多依赖关系。当主题(Subject)状态变革时，所有依赖的观察者(Observer)会自动收到通知并更新。
     二、焦点角色

     

• Subject(主题)
  

     

• 维护观察者列表，提供添加/删除观察者的方法
  
• 定义通知观察者的方法
  

     

• Observer(观察者接口)
  

     

• 定义更新接口，用于接收主题通知
  

     

• ConcreteSubject(具体主题)
  

     

• 存储具体状态信息
  
• 状态改变时触发通知
  

     

• ConcreteObserver(具体观察者)
  

     

• 实现更新逻辑，保持与主题状态同步
  

     三、经典实现(以景象站为例)

                                   登录后复制                        

1. // 1. 主题接口
2. interface Subject {
3.     void registerObserver(Observer o);
4.     void removeObserver(Observer o);
5.     void notifyObservers();
6. }
8. // 2. 观察者接口
9. interface Observer {
10.     void update(float temp, float humidity, float pressure);
11. }
13. // 3. 具体主题实现
14. class WeatherData implements Subject {
15.     private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
16.     private float temperature;
17.     private float humidity;
18.     private float pressure;
20.     @Override
21.     public void registerObserver(Observer o) {
22.         observers.add(o);
23.     }
25.     @Override
26.     public void removeObserver(Observer o) {
27.         observers.remove(o);
28.     }
30.     @Override
31.     public void notifyObservers() {
32.         for (Observer o : observers) {
33.             o.update(temperature, humidity, pressure);
34.         }
35.     }
37.     public void measurementsChanged() {
38.         notifyObservers();
39.     }
41.     public void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure) {
42.         this.temperature = temp;
43.         this.humidity = humidity;
44.         this.pressure = pressure;
45.         measurementsChanged();
46.     }
47. }
49. // 4. 具体观察者实现
50. class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
51.     private float temperature;
52.     private float humidity;
54.     public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
55.         weatherData.registerObserver(this);
56.     }
58.     @Override
59.     public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
60.         this.temperature = temp;
61.         this.humidity = humidity;
62.         display();
63.     }
65.     public void display() {
66.         System.out.println("Current conditions: " + temperature
67.             + "°C and " + humidity + "% humidity");
68.     }
69. }
71. // 5. 使用示例
72. public class WeatherStation {
73.     public static void main(String[] args) {
74.         WeatherData weatherData = new WeatherData();
75.         CurrentConditionsDisplay display = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
76.         
77.         weatherData.setMeasurements(25.5f, 65, 1013.1f);
78.         weatherData.setMeasurements(26.8f, 70, 1012.5f);
79.     }
80. }

复制代码

      

• 1.
  
• 2.
  
• 3.
  
• 4.
  
• 5.
  
• 6.
  
• 7.
  
• 8.
  
• 9.
  
• 10.
  
• 11.
  
• 12.
  
• 13.
  
• 14.
  
• 15.
  
• 16.
  
• 17.
  
• 18.
  
• 19.
  
• 20.
  
• 21.
  
• 22.
  
• 23.
  
• 24.
  
• 25.
  
• 26.
  
• 27.
  
• 28.
  
• 29.
  
• 30.
  
• 31.
  
• 32.
  
• 33.
  
• 34.
  
• 35.
  
• 36.
  
• 37.
  
• 38.
  
• 39.
  
• 40.
  
• 41.
  
• 42.
  
• 43.
  
• 44.
  
• 45.
  
• 46.
  
• 47.
  
• 48.
  
• 49.
  
• 50.
  
• 51.
  
• 52.
  
• 53.
  
• 54.
  
• 55.
  
• 56.
  
• 57.
  
• 58.
  
• 59.
  
• 60.
  
• 61.
  
• 62.
  
• 63.
  
• 64.
  
• 65.
  
• 66.
  
• 67.
  
• 68.
  
• 69.
  
• 70.
  
• 71.
  
• 72.
  
• 73.
  
• 74.
  
• 75.
  
• 76.
  
• 77.
  
• 78.
  
• 79.
  
• 80.
  

                       四、两种通知模型对比

           

特性	推模型(Push)	拉模型(Pull)
数据传递方式	主题主动发送完整数据	观察者从主题拉取所需数据
实现复杂度	观察者大概收到不须要的数据	观察者按需获取数据，须要维护主题引用
耦合度	观察者依赖具体数据结构	观察者只需知道主题存在
性能考量	大概传输冗余数据	须要多次调用获取方法

          拉模型改进示例：
                                   登录后复制                        

1. interface Subject {
2.     // 新增获取状态的方法
3.     float getTemperature();
4.     float getHumidity();
5.     float getPressure();
6. }
8. class WeatherData implements Subject {
9.     // 保持原有接口不变
10.     // 新增状态获取方法...
11. }
13. class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
14.     private Subject weatherData;
16.     public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
17.         this.weatherData = weatherData;
18.         weatherData.registerObserver(this);
19.     }
21.     @Override
22.     public void update() {
23.         this.temperature = weatherData.getTemperature();
24.         this.humidity = weatherData.getHumidity();
25.         display();
26.     }
27. }

复制代码

      

• 1.
  
• 2.
  
• 3.
  
• 4.
  
• 5.
  
• 6.
  
• 7.
  
• 8.
  
• 9.
  
• 10.
  
• 11.
  
• 12.
  
• 13.
  
• 14.
  
• 15.
  
• 16.
  
• 17.
  
• 18.
  
• 19.
  
• 20.
  
• 21.
  
• 22.
  
• 23.
  
• 24.
  
• 25.
  
• 26.
  
• 27.
  

                       五、Java内置支持

                                   登录后复制                        

1. // 已过时，不推荐使用，仅作了解
2. import java.util.Observable;
3. import java.util.Observer;
5. class WeatherData extends Observable {
6.     public void measurementsChanged() {
7.         setChanged();  // 必须调用
8.         notifyObservers();  // 无参为拉模型
9.         // notifyObservers(data);  // 带参为推模型
10.     }
11. }
13. class Display implements Observer {
14.     @Override
15.     public void update(Observable o, Object arg) {
16.         if (o instanceof WeatherData) {
17.             // 拉取数据
18.             WeatherData wd = (WeatherData) o;
19.             // 或使用arg参数获取推送数据
20.         }
21.     }
22. }

复制代码

      

• 1.
  
• 2.
  
• 3.
  
• 4.
  
• 5.
  
• 6.
  
• 7.
  
• 8.
  
• 9.
  
• 10.
  
• 11.
  
• 12.
  
• 13.
  
• 14.
  
• 15.
  
• 16.
  
• 17.
  
• 18.
  
• 19.
  
• 20.
  
• 21.
  
• 22.
  

                       六、模式优劣分析

     优势：
     

• 符合开闭原则：新增观察者无需修改主题
  
• 运行时动态建立对象关系
  
• 实现抽象耦合，主题无需知道具体观察者
  

     劣势：
     

• 通知顺序不可控
  
• 频繁更新大概影响性能
  
• 循环依赖风险
  

     七、应用场景

     

• 跨体系事件通知(如订单状态更新)
  
• GUI事件处理惩罚(按钮点击监听)
  
• 及时数据监控(股票价格变动)
  
• 游戏中的成绩体系解锁
  
• 分布式配置中央(配置变更通知)
  

     八、高级应用技巧

     

• 异步观察者：
  使用线程池处理惩罚通知，制止壅闭主题线程
  

                                   登录后复制                        

1. ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
3. void notifyObservers() {
4.     for (Observer o : observers) {
5.         executor.execute(() -> o.update(...));
6.     }
7. }

复制代码

      

• 1.
  
• 2.
  
• 3.
  
• 4.
  
• 5.
  
• 6.
  
• 7.
  

                       

• 防止失效监听：
  使用弱引用(WeakReference)存储观察者，防止内存泄漏
  
• 保证通知顺序：
  使用PriorityQueue实现带优先级的观察者队列
  
• 跨历程观察者：
  联合消息队列(如RabbitMQ、Kafka)实现分布式观察者模式
  

     九、相干模式对比

     

• 中介者模式 vs 观察者模式
  中介者会合处理惩罚对象间通讯，而观察者建立直接订阅关系
  
• 发布-订阅模式 vs 观察者模式
  发布-订阅通过消息代明白耦，观察者是直接通讯
  

     十、最佳实践建议

     

• 优先使用拉模型，降低耦合度
  
• 为观察者接口筹划合适的更新粒度
  
• 考虑使用CopyOnWriteArrayList保证线程安全
  
• 对于复杂场景，建议使用Guava的EventBus或Spring事件机制
  

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。