深入理解设计模式之观察者模式

### 引言

观察者模式是软件设计模式中的一种行为模式，主要用于处理对象间的一对多依赖关系。当一个对象（称为Subject或目标）的状态发生变化时，所有依赖于它的对象（称为Observer或观察者）都会自动收到通知。这种模式非常适合用于事件驱动系统。

### 观察者模式的核心

- **Subject**：定义了一个接口，允许观察者注册和注销。Subject还负责通知所有的观察者关于其状态的变化。
- **Observer**：定义了一个更新接口，当Subject的状态发生变化时，所有注册的Observer都会被通知。

### Java中的实现

Java提供了`java.util.Observable`类和`java.util.Observer`接口来支持观察者模式的实现。尽管如此，由于Java的单继承限制，直接使用这些类可能不是最佳选择。通常，开发者会自定义实现来满足特定需求。

#### 示例代码

首先，定义Subject接口，该接口规定了观察者可以注册、注销以及接收通知的方法。

```java
public interface Subject {
void register(Observer obj);
void unregister(Observer obj);
void notifyObservers();
Object getUpdate(Observer obj);
}
```

接着，定义Observer接口，包括一个更新方法和一个设置Subject的方法。

```java
public interface Observer {
void update();
void setSubject(Subject sub);
}
```

实现具体的Subject类，这里以`MyTopic`为例，它管理着一系列观察者，并在状态改变时通知它们。

```java
public class MyTopic implements Subject {
private List observers;
private String message;
private boolean changed;
private final Object MUTEX = new Object();

public MyTopic() {
this.observers = new ArrayList<>();
}

@Override
public void register(Observer obj) {
if (obj == null) throw new NullPointerException("Null Observer");
synchronized (MUTEX) {
if (!observers.contains(obj)) observers.add(obj);
}
}

// 其他方法省略...
}
```

观察者类`MyTopicSubscriber`实现了Observer接口，能够接收来自Subject的通知。

```java
public class MyTopicSubscriber implements Observer {
private String name;
private Subject topic;

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

@Override
public void update() {
String msg = (String) topic.getUpdate(this);
if (msg == null) {
System.out.println(name + ":: No new message");
} else {
System.out.println(name + ":: Consuming message::" + msg);
}
}

// 其他方法省略...
}
```

### 测试示例

下面是一个简单的测试程序，演示如何使用上述实现。

```java
public class ObserverPatternTest {
public static void main(String[] args) {
MyTopic topic = new MyTopic();
Observer obj1 = new MyTopicSubscriber("Obj1");
Observer obj2 = new MyTopicSubscriber("Obj2");
Observer obj3 = new MyTopicSubscriber("Obj3");

topic.register(obj1);
topic.register(obj2);
topic.register(obj3);

obj1.setSubject(topic);
obj2.setSubject(topic);
obj3.setSubject(topic);

obj1.update();
topic.postMessage("New Message");
}
}
```

### 应用场景

观察者模式适用于以下情况：
- 当一个对象的状态改变时，需要更新多个其他对象。
- 对象间的松耦合，即对象之间不需要知道彼此的具体信息。
- 一个对象的改变导致另一个对象的改变，但无法预先确定具体会有多少个对象受到影响。

### 结论

观察者模式是一种强大的工具，用于构建灵活且易于扩展的系统。通过减少对象之间的耦合，提高了系统的可维护性和可扩展性。希望本文能帮助你更好地理解和应用这一设计模式。