Java设计模式之观察者模式_动力节点Java学院整理

Java设计模式之观察者模式

1. 什么是观察者模式

观察者模式是一种行为型设计模式，它允许一个或多个对象在状态发生改变时自动通知其他对象。

在观察者模式中，存在两种角色：

Subject（目标）：负责发布通知的角色，可以添加，删除观察者，并通知观察者状态的变化。
Observer（观察者）：当被观察的对象的状态发生变化时，它会自动接收到通知并进行相应的处理。

2. 观察者模式的优缺点

优点

解耦。观察者模式可以使观察者和目标之间解耦，目标只关心自己的状态变化，而不需要了解观察者的情况。
可扩展。可以增加观察者和目标的数量，而不需要改变他们的代码。
一致性。观察者模式使得目标和观察者之间保持一致性，因为观察者可以按照目标的数据结构重新构造自己的状态。
开闭原则。新的观察者可以被加入到系统中，而不需要修改原有的代码。

缺点

观察者过多会导致系统效率降低。
如果目标跟观察者耦合度过高，会导致目标的变化会带来额外的消息量。

3. 示例说明

示例一：新闻发布

Subject：发布新闻的机构，可以添加，删除观察者，并在有新闻时通知所有已注册的观察者。

public class NewsPublisher {
    private List<NewsSubscriber> subscribers = new ArrayList<>();

    public void subscribe(NewsSubscriber subscriber) {
        subscribers.add(subscriber);
    }

    public void unsubscribe(NewsSubscriber subscriber) {
        subscribers.remove(subscriber);
    }

    public void publishNews(String news) {
        System.out.println("新闻发布：" + news);
        // 通知所有观察者
        for (NewsSubscriber subscriber : subscribers) {
            subscriber.update(news);
        }
    }
}

Observer：新闻订阅者，可以接收发布机构发布的新闻。

public class NewsSubscriber {
    private String name;

    public NewsSubscriber(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void update(String news) {
        System.out.println(name + " 收到新闻：" + news);
    }
}

测试方法：

 NewsPublisher publisher = new NewsPublisher();
 NewsSubscriber s1 = new NewsSubscriber("小明");
 NewsSubscriber s2 = new NewsSubscriber("小红");
 publisher.subscribe(s1);
 publisher.subscribe(s2);
 publisher.publishNews("今天天气晴朗，适合外出旅游");
 publisher.unsubscribe(s1);
 publisher.publishNews("下雨了，注意交通安全");

输出结果：

新闻发布：今天天气晴朗，适合外出旅游
小明 收到新闻：今天天气晴朗，适合外出旅游
小红 收到新闻：今天天气晴朗，适合外出旅游
新闻发布：下雨了，注意交通安全
小红 收到新闻：下雨了，注意交通安全

可以看到，两个新闻订阅者都收到了发布机构发布的新闻，当有订阅者取消订阅后也不会再收到通知。

示例二：气象站

Subject：气象站，可以添加，删除观察者，并在气象数据更新时通知所有已注册的观察者。

public class WeatherStation {
    private List<WeatherObserver> observers = new ArrayList<>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public void registerObserver(WeatherObserver observer) {
        observers.add(observer);
    }

    public void removeObserver(WeatherObserver observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }

    private void notifyObservers() {
        for (WeatherObserver observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
}

Observer：气象数据展示面板，可以接收气象站的更新数据并显示。

public class WeatherDisplay implements WeatherObserver {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("当前气象数据：温度 " + temperature + " °C，湿度 " + humidity + "%，气压 " + pressure + " Pa");
    }
}