JavaScript观察者模式(publish/subscribe)原理与实现方法

观察者模式，也叫发布订阅模式，是一种对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都将得到通知。这种设计模式在前端开发中应用广泛，比如实现事件监听、多模块协同、组件间通信等。

原理

观察者模式包含如下角色：

主题(Subject)：在其中定义一个添加、删除和通知观察者对象的接口。
观察者(Observer)：定义一个叫做update()的接口，当接收到主题发来的通知时被调用。
具体主题(ConcreteSubject)：将有关状态存到具体观察者对象；在有状态变化时，给每个观察者发出通知。
具体观察者(ConcreteObserver)：实现观察者接口，保存有关主题的状态，具体主题对象发生变化时更新自己的状态。

具体实现过程：

创建主题类，包含添加、删除观察者、通知观察者的方法。

class Subject {
  constructor() {
    this.observers = new Set() // Set保证不重复
  }

  // 添加观察者
  addObserver(observer) {
    this.observers.add(observer)
  }

  // 删除观察者
  removeObserver(observer) {
    this.observers.delete(observer)
  }

  // 通知观察者
  notify(data) {
    for (const observer of this.observers) {
      observer.update(data)
    }
  }
}

创建观察者类，包含update()方法。

class Observer {
  update(data) {
    // 处理业务逻辑
  }
}

创建具体主题类，继承自主题类，实现具体状态变化时通知观察者的方法。

class ConcreteSubject extends Subject {
  constructor() {
    super()
    this.state = '' // 保存状态
  }

  // 具体状态变化时通知观察者
  setState(state) {
    if (this.state !== state) {
      this.state = state
      this.notify(state)
    }
  }
}

创建具体观察者类，继承自观察者类，实现update()方法。

class ConcreteObserver extends Observer {
  constructor() {
    super()
    this.state = ''
  }

  update(data) {
    this.state = data
    // 处理业务逻辑
  }
}

使用时，先创建具体主题对象，再创建具体观察者对象并添加到主题的观察者列表，通过调用具体主题对象的setState()方法来触发通知。

const subject = new ConcreteSubject()

const observer1 = new ConcreteObserver()
subject.addObserver(observer1)

const observer2 = new ConcreteObserver()
subject.addObserver(observer2)

subject.setState('state1') // 通知所有观察者更新状态

实现方法

除了上述的基本实现外，观察者模式还有一些常见的变种实现方法，如：使用事件监听机制实现、使用回调函数实现等。

使用事件监听机制实现

使用DOM事件监听机制实现观察者模式，代码如下：

class Subject {
  constructor() {
    this.handlers = {}
    this.id = 0
  }

  // 添加订阅者
  addEventListener(type, handler) {
    if (!this.handlers[type]) {
      this.handlers[type] = []
    }
    this.handlers[type].push({ id: ++this.id, handler })
  }

  // 移除订阅者
  removeEventListener(type, id) {
    if (this.handlers[type]) {
      this.handlers[type] = this.handlers[type].filter(
        item => item.id !== id
      )
    }
  }

  // 发布消息
  dispatchEvent(type, data) {
    if (this.handlers[type]) {
      this.handlers[type].forEach(item => {
        item.handler(data)
      })
    }
  }
}

使用时，将具体观察者对象的业务逻辑封装成回调函数，然后作为订阅者加入到主题对象的事件监听列表中。

const subject = new Subject()

function callback1(data) {
  // 处理业务逻辑
}

function callback2(data) {
  // 处理业务逻辑
}

subject.addEventListener('change', callback1)
const id = subject.id // 记录订阅者ID
subject.addEventListener('change', callback2)

subject.dispatchEvent('change', 'data') // 发布消息

subject.removeEventListener('change', id) // 移除订阅者

使用回调函数实现

使用回调函数实现观察者模式，代码如下：

class Subject {
  constructor() {
    this.callbacks = []
  }

  // 添加订阅者
  subscribe(callback) {
    this.callbacks.push(callback)
  }

  // 移除订阅者
  unsubscribe(callback) {
    this.callbacks.splice(this.callbacks.indexOf(callback), 1)
  }

  // 发布消息
  notify(data) {
    this.callbacks.forEach(callback => {
      callback(data)
    })
  }
}

与上一种实现方式不同的是，具体观察者对象的业务逻辑直接封装在回调函数中，然后作为订阅者加入到主题对象的回调函数列表中。

const subject = new Subject()

function callback1(data) {
  // 处理业务逻辑
}

function callback2(data) {
  // 处理业务逻辑
}

subject.subscribe(callback1)
subject.subscribe(callback2)

subject.notify('data') // 发布消息

subject.unsubscribe(callback2) // 移除订阅者

以上就是JavaScript观察者模式(publish/subscribe)的原理与实现方法的完整攻略。

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