观察者模式

观察者模式是对象的行为模式，又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式。观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

模式结构

观察者模式包含如下角色：

• 抽象主题(Subject)角色：抽象主题角色把所有对观察者对象的引用保存在一个聚集（比如ArrayList对象）里，每个主题都可以有任何数量的观察者。抽象主题提供一个接口，可以增加和删除观察者对象，抽象主题角色又叫做抽象被观察者(Observable)角色。
• 具体主题(ConcreteSubject)角色：将有关状态存入具体观察者对象；在具体主题的内部状态改变时，给所有登记过的观察者发出通知。具体主题角色又叫做具体被观察者(Concrete Observable)角色。
• 抽象观察者(Observer)角色：为所有的具体观察者定义一个接口，在得到主题的通知时更新自己，这个接口叫做更新接口。
• 具体观察者(ConcreteObserver)角色：存储与主题的状态自恰的状态。具体观察者角色实现抽象观察者角色所要求的更新接口，以便使本身的状态与主题的状态 像协调。如果需要，具体观察者角色可以保持一个指向具体主题对象的引用。

public abstract class Subject {
    /**
     * 用来保存注册的观察者对象
     */
    private List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();

    /**
     * 注册观察者对象
     *
     * @param observer 观察者对象
     */
    public void attach(Observer observer) {

        list.add(observer);
        System.out.println("Attached an observer");
    }

    /**
     * 删除观察者对象
     *
     * @param observer 观察者对象
     */
    public void detach(Observer observer) {

        list.remove(observer);
    }

    /**
     * 通知所有注册的观察者对象
     */
    public void nodifyObservers(String newState) {

        for (Observer observer : list) {
            observer.update(newState);
        }
    }
}

public class ConcreteSubject extends Subject {

    private String state;

    public String getState() {
        return state;
    }

    public void change(String newState) {
        state = newState;
        System.out.println("主题状态为：" + state);
        //状态发生改变，通知各个观察者
        this.nodifyObservers(state);
    }
}

public interface Observer {
    /**
     * 更新接口
     * @param state    更新的状态
     */
    void update(String state);
}

public class ConcreteObserver implements Observer {
    //观察者的状态
    private String observerState;
    
    @Override
    public void update(String state) {
        /**
         * 更新观察者的状态，使其与目标的状态保持一致
         */
        observerState = state;
        System.out.println("状态为："+observerState);
    }

}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建主题对象
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
        //创建观察者对象
        Observer observer = new ConcreteObserver();
        //将观察者对象登记到主题对象上
        subject.attach(observer);
        //改变主题对象的状态
        subject.change("new state");
    }
}

/****************输出******************/
// Attached an observer
// 主题状态为： new state
// 观察者状态为： new state

优缺点

观察者模式的优点

• 观察者模式可以实现表示层和数据逻辑层的分离，并定义了稳定的消息更新传递机制，抽象了更新接口，使得可以有各种各样不同的表示层作为具体观察者角色。
• 观察者模式在观察目标和观察者之间建立一个抽象的耦合。
• 观察者模式支持广播通信。
• 观察者模式符合“开闭原则”的要求。

观察者模式的缺点

• 如果一个观察目标对象有很多直接和间接的观察者的话，将所有的观察者都通知到会花费很多时间。
• 如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，可能导致系统崩溃。
• 观察者模式没有相应的机制让观察者知道所观察的目标对象是怎么发生变化的，而仅仅只是知道观察目标发生了变化。

推模型和拉模型

在观察者模式中，又分为推模型和拉模型两种方式

• 推模型: 主题对象向观察者推送主题的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是主题对象的全部或部分数据。(上述例子就是推模型)

• 拉模型: 主题对象在通知观察者的时候，只传递少量信息。如果观察者需要更具体的信息，由观察者主动到主题对象中获取，相当于是观察者从主题对象中拉数据。一般这种模型的实现中，会把主题对象自身通过update()方法传递给观察者，这样在观察者需要获取数据的时候，就可以通过这个引用来获取了。

  ​

  拉模型demo

public interface Observer {
    /**
     * 更新接口
     * @param subject 传入主题对象，方面获取相应的主题对象的状态
     */
    public void update(Subject subject);
}

public abstract class Subject {
    /**
     * 用来保存注册的观察者对象
     */
    private List<Observer> list = new ArrayList<Observer>();
    /**
     * 注册观察者对象
     * @param observer    观察者对象
     */
    public void attach(Observer observer){
        
        list.add(observer);
        System.out.println("Attached an observer");
    }
    /**
     * 删除观察者对象
     * @param observer    观察者对象
     */
    public void detach(Observer observer){
        
        list.remove(observer);
    }
    /**
     * 通知所有注册的观察者对象
     */
    public void nodifyObservers(){
        
        for(Observer observer : list){
            observer.update(this);
        }
    }
}

public class ConcreteSubject extends Subject{
    
    private String state;
    
    public String getState() {
        return state;
    }

    public void change(String newState){
        state = newState;
        System.out.println("主题状态为：" + state);
        //状态发生改变，通知各个观察者
        this.nodifyObservers();
    }
}

推模型是假定主题对象知道观察者需要的数据；而拉模型是主题对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传递给观察者，让观察者自己去按需要取值。

推模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者的update()方法是按需要定义的参数，可能无法兼顾没有考虑到的使用情况。这就意味着出现新情况的时候，就可能提供新的update()方法，或者是干脆重新实现观察者；而拉模型就不会造成这样的情况，因为拉模型下，update()方法的参数是主题对象本身，这基本上是主题对象能传递的最大数据集合了，基本上可以适应各种情况的需要。

JDK 实现观察者模式

在JDK源码下的java.util.Observable和java.util.Observer，分别代表观察者模式中的Subject和Observer。

public class User implements Observer {
    private String mName;

    public User(String name) {
        mName = name;
    }

    @Override
    public void update(Observable observable, Object data) {
        System.out.println(mName + " receive message:" + data);
    }
}

public class MessageProvider extends Observable {

    public void received(String msg){
        setChanged(); //将changed域设置为true，这样才能通知到观察者们
        notifyObservers(msg);
    }

    public static void main(String[] args) {
        MessageProvider provider = new MessageProvider();
        provider.addObserver(new User("张三"));
        provider.addObserver(new User("李四"));

        provider.received("Hello world!");
        provider.received("Hello observers!");
    }
}
/***************** 输出 *******************
// 李四 receive message:Hello world!
// 张三 receive message:Hello world!
// 李四 receive message:Hello observers!
// 张三 receive message:Hello observers!