Java设计模式之观察者（Observer）模式

观察者（Observer）模式可以在多个对象之间建立一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知。

什么是观察者模式

观察者模式（Observer pattern）是一种非常常用的设计模式，它可以建立一种一对多的依赖关系，确保当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知。在观察者模式中，通常会定义一个主题对象和多个观察者对象。主题对象负责维护一组观察者对象，并在自身状态发生改变时通知这组观察者对象。观察者对象可以是任何类型的对象，它们会在主题对象发生改变时接收到通知，并进行相应的逻辑处理。

观察者模式的应用场景

当一个对象的状态改变时，需要通知其他对象进行相应的处理时，可以使用观察者模式。例如，当系统中某个数据模型发生变化时，需要立即通知到已经注册过该模型变化的其他组件进行处理。
当需要将不同子系统之间的解耦时，可以使用观察者模式。例如，当子系统之间需要进行消息传递，但是又不希望子系统之间直接进行耦合时，可以使用观察者模式进行消息传递。

观察者模式的代码示例

以下是一个简单的观察者模式示例代码：

主题对象接口：

public interface Subject {public void attach(Observer observer); // 添加观察者public void detach(Observer observer); // 删除观察者public void notifyObservers(); // 通知所有观察者
}

观察者对象接口：

public interface Observer {public void update(); // 观察者对象接收到通知后的逻辑处理
}

具体主题对象类：

public class ConcreteSubject implements Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>(); // 存储所有观察者对象private int subjectState; // 主题对象状态public void attach(Observer observer) {observers.add(observer); // 添加观察者}public void detach(Observer observer) {observers.remove(observer); // 删除观察者}public void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(); // 通知所有观察者}}public int getState() {return subjectState;}public void setState(int state) {this.subjectState = state;notifyObservers(); // 主题对象状态发生改变，通知所有观察者}
}

具体观察者对象类：

public class ConcreteObserver implements Observer {private int observerState; // 观察者对象状态private Subject subject; // 主题对象public ConcreteObserver(Subject subject) {this.subject = subject;subject.attach(this); // 将该观察者对象注册到主题对象中}public void update() {observerState = subject.getState(); // 观察者对象接收到通知后更新自身状态System.out.println("Observer state updated: " + observerState); // 打印输出更新后的状态值}
}

测试代码：

public class ObserverPatternDemo {public static void main(String[] args) {ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); // 创建主题对象ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver(subject); // 创建观察者对象1，并将其注册到主题对象中ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver(subject); // 创建观察者对象2，并将其注册到主题对象中subject.setState(10); // 改变主题对象的状态，触发所有观察者对象更新逻辑}
}

运行结果：

Observer state updated: 10
Observer state updated: 10

在上面的示例代码中，我们首先定义了主题对象接口 Subject 和观察者对象接口 Observer。然后我们实现了具体的主题对象类 ConcreteSubject 和具体的观察者对象类 ConcreteObserver，在具体主题对象类中添加、删除和通知观察者对象，更改状态值并且通知所有的观察者对象。在具体观察者对象类 ConcreteObserver 中，实现更新自身状态的逻辑和打印输出更新后状态原来的值。在 ObserverPatternDemo 中我们创建主题对象，并创建两个观察者对象并将它们注册到主题对象中，再改变主题对象的状态，触发所有观察者对象更新逻辑，最后打印输出更新后的状态值。

观察者模式的实际应用

在实际开发中，观察者模式是一个非常常用的设计模式，在许多框架中都有使用，下面是一些常用框架中使用了观察者 Observer 设计模式的例子：

JDK 中的事件机制： JDK 中提供了大量的事件类和接口，从而实现了一种事件驱动模型。例如 ActionListener 接口、MouseListener 接口等等都是观察者接口，实现它们的类都是观察者对象，而主题对象则是事件源对象（如按钮对象等）。
Spring 框架中的事件机制： Spring 框架中也提供了事件机制，可以通过 ApplicationContext 对象向所有注册的监听器对象发送事件，从而实现一种松耦合的消息传递方式。在 Spring 中，事件源对象可以是任何对象，而事件监听器就是观察者对象。
Android 中的广播机制： Android 中有一种广播机制，可以用于组件间的信息传递。在广播机制中，发送广播的对象就是事件源对象，而广播接收器则是观察者对象。
JavaFX 框架中的 Property 机制： JavaFX 中的 Property 对象是观察者模式的实现，它允许绑定两个对象，当其中一个对象的值发生变化时，另一个对象会自动更新为最新值。

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