觀察者模式(Observer Pattern)是一種行為型設計模式，它定義了對象之間的一對多依賴關系，當一個對象(主題)的狀態發生改變時，所有依賴于它的對象(觀察者)都會自動收到通知并更新。

核心概念

觀察者模式包含以下核心角色：

1. ?Subject(主題/被觀察者)?

   • 維護觀察者列表
   • 提供注冊、刪除和通知觀察者的接口

2. ?ConcreteSubject(具體主題)?

   • 實現Subject接口
   • 管理自身狀態，并在狀態變化時通知所有觀察者

3. ?Observer(觀察者)?

   • 定義更新接口，接收主題通知

4. ?ConcreteObserver(具體觀察者)?

   • 實現Observer接口
   • 根據主題的狀態變化執行具體操作

模式特點

• ?松耦合?：主題和觀察者之間松耦合
• ?自動通知?：狀態變化時自動通知觀察者
• ?一對多?：一個主題可對應多個觀察者
• ?動態訂閱?：可動態添加/刪除觀察者

應用場景

觀察者模式適用于以下場景：

1. ?消息發布/訂閱系統?：如聊天室、新聞推送
2. ?用戶界面組件?：GUI事件處理
3. ?實時數據監控?：如股票價格變動、溫度監控
4. ?事件驅動系統?：如游戲引擎、企業監控系統
5. ?分布式系統?：節點狀態變更通知

代碼實現示例

以下是觀察者模式的基本實現(推模型)：

// 觀察者接口
public interface Observer {void update(String message);
}// 主題接口
public interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}// 具體主題 - 新聞發布中心
public class NewsAgency implements Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<>();private String news;public void setNews(String news) {this.news = news;notifyObservers();}public void registerObserver(Observer o) {observers.add(o);}public void removeObserver(Observer o) {observers.remove(o);}public void notifyObservers() {for (Observer o : observers) {o.update(news);}}
}// 具體觀察者 - 新聞訂閱者
public class NewsSubscriber implements Observer {private String name;public NewsSubscriber(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name + " 收到新聞: " + message);}
}

通知模型對比

觀察者模式有兩種主要的通知模型：

模型類型	數據傳遞方式	優點	缺點
推模型	主題主動推送詳細數據給觀察者	實時性強，響應快	可能傳遞冗余數據
拉模型	觀察者收到通知后主動拉取數據	按需獲取，靈活性高	增加主題的訪問壓力

Java內置支持

Java在java.util包中提供了觀察者模式的實現：

• Observable類(主題)
• Observer接口

但自Java 9起已被標記為@Deprecated，推薦使用java.beans包中的PropertyChangeListener和PropertyChangeSupport。

優缺點分析

?優點?：

1. 主題和觀察者之間松耦合
2. 支持廣播通信
3. 符合開放-封閉原則
4. 可動態添加/刪除觀察者

?缺點?：

1. 通知順序不可控
2. 觀察者過多時可能影響性能
3. 可能導致循環依賴
4. 觀察者不知道彼此存在，可能導致更新沖突

實際應用案例

1. ?聊天系統?：聊天室作為主題，用戶作為觀察者
2. ?溫度監控系統?：溫度傳感器作為主題，顯示設備和報警系統作為觀察者
3. ?彩票系統?：彩票中心作為主題，購彩者作為觀察者
4. ?企業監控系統?：員工電腦作為主題，安全模塊作為觀察者