一、模式結構

觀察者模式包含以下四個角色：

1. Subject（主題/被觀察者）
   • 維護觀察者列表，提供注冊（registerObserver）、移除（removeObserver）觀察者的方法，并定義通知所有觀察者的方法（notifyObservers）。
   • 示例：天氣數據（WeatherData）、優衣庫品牌決策（UniqloBrandDecision）。
2. Observer（觀察者）
   • 定義更新接口（update），用于接收主題的通知并執行響應邏輯。
   • 示例：天氣顯示組件（CurrentConditionsDisplay）、消費者（Consumer）。
3. ConcreteSubject（具體主題）
   • 實現主題接口，管理觀察者列表，并在狀態變化時觸發通知。例如，WeatherData類在溫度、濕度等數據更新時調用notifyObservers。
4. ConcreteObserver（具體觀察者）
   • 實現觀察者接口，定義具體響應邏輯。例如，CurrentConditionsDisplay在接收到數據后更新顯示內容。

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二、核心實現步驟

1. 定義觀察者接口：聲明update方法，參數可為數據對象或主題引用（推模型或拉模型）。
2. 實現具體觀察者：在update方法中處理主題狀態變化，例如更新UI或執行業務邏輯。
3. 定義主題接口：包含觀察者管理方法和通知方法。
4. 實現具體主題：維護觀察者列表，在狀態變化時遍歷并調用update方法。

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三、代碼示例（氣象站系統）

// 觀察者接口
public interface Observer {void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
// 主題接口
public interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}
// 具體主題類（天氣數據）
public class WeatherData implements Subject {private List observers = new ArrayList<>();private float temperature, humidity, pressure;@Overridepublic void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); }@Overridepublic void removeObserver(Observer o) { observers.remove(o); }@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer o : observers) {o.update(temperature, humidity, pressure);}}public void measurementsChanged() {notifyObservers();}public void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure) {this.temperature = temp;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;measurementsChanged();}
}
// 具體觀察者類（當前天氣顯示）
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temp, humidity;@Overridepublic void update(float temp, float humidity, float pressure) {this.temp = temp;this.humidity = humidity;display();}private void display() {System.out.println("當前溫度：" + temp + "℃，濕度：" + humidity + "%");}
}

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四、適用場景

1. 事件驅動系統：如GUI事件處理、按鈕點擊監聽。
2. 實時數據監控：股票價格變動、傳感器數據更新。
3. 訂閱/發布模型：郵件訂閱、RSS訂閱、消息隊列。
4. 跨模塊通知：訂單狀態變更通知多個服務。

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五、優缺點分析

優點	缺點
- 解耦主題與觀察者，符合開閉原則。	- 觀察者過多時性能下降。
- 動態擴展觀察者，無需修改核心邏輯。	- 通知順序不可控，可能引發依賴鏈問題。
- 支持廣播通信，實現事件驅動機制。	- 循環依賴可能導致棧溢出。

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六、高級應用與優化

1. 異步通知：使用線程池處理觀察者回調，避免阻塞主題線程。
2. 事件參數化：通過事件對象（如VoteEvent）傳遞具體數據，增強靈活性。
3. 弱引用機制：防止內存泄漏（如使用WeakReference存儲觀察者）。
4. 分布式擴展：結合消息隊列（如Kafka）實現跨進程觀察者。

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七、Java內置支持（已過時）

JDK提供java.util.Observable和Observer類，但因設計缺陷（如需手動調用setChanged()）已被標記為過時。推薦自定義實現或使用現代框架（如Spring的ApplicationEvent）。

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總結

觀察者模式通過解耦主題與觀察者，實現了靈活的通知機制，廣泛應用于事件驅動、實時監控等場景。開發者需權衡性能與擴展性，合理設計通知模型（推/拉）和生命周期管理。