设计模式之观察者模式

观察者模式概述

观察者模式（Observer Pattern） 是一种行为型设计模式，它主要用于创建对象之间的一对多依赖关系。这种模式允许一个目标对象（被观察对象）在状态发生变化时，通知所有依赖于它的观察者对象，从而使得这些观察者能够自动更新。

观察者模式的组成结构

Subject（目标对象） ：在观察者模式中，目标对象负责维护观察者列表，并提供添加、删除观察者的方法。同时，它还负责通知所有观察者对象状态的变化。

Observer（观察者） ：观察者是一个接口，它定义了一个更新方法（update），用于在目标对象状态改变时接收通知。

ConcreteObserver（具体观察者） ：具体观察者实现了观察者接口，并对更新方法进行具体实现。当接收到目标对象的通知时，它会根据通知内容执行相应的操作。

观察者模式的应用示例

假设我们需要设计一个系统，当客户完成下单操作后，系统不仅需要返回交易状态，还需要通过短信和邮件的方式通知客户下单成功。以下是使用Java实现的观察者模式示例代码：

/**
 *消息信息类
 */
@Data
@ToString
public class MsgInfo {
    private String msg;
    private String phone;
    private String email;
}

//观察者抽象类
public interface MsgObserver {
    void update(MsgInfo msgInfo);
}
//邮件观察者实现类
public class EmailMsgObserver implements MsgObserver {

    @Override
    public void update(MsgInfo msgInfo) {
        System.out.println("EmailMsgObserver: " + msgInfo.getMsg());
        System.out.println("email sent successfully");
    }
}
//短信观察者实现类
public class PhoneObserver implements MsgObserver{
    @Override
    public void update(MsgInfo msgInfo) {
        System.out.println("PhoneObserver: " + msgInfo.getMsg());
        System.out.println("phone send successfully");
    }
}
//目标对象
public  class Subject {
    List<MsgObserver> observers = new ArrayList<>();
    //注册观察者
    public void registerObserver(MsgObserver observer) {
        observers.add(observer);
    }
    //删除观察者
    public void removeObserver(MsgObserver observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    //通知观察者
    public void notifyObservers(MsgInfo msg) {
        for (MsgObserver observer : observers) {
            observer.update(msg);
        }
    }

}
//下单操作
public class TradeSubject extends Subject {

    public boolean PlaceOrder(){
        System.out.println("Place order successfully!");
        MsgInfo msgInfo = new MsgInfo();
        msgInfo.setMsg("客户你好，您在平台下单已被受理，请耐心等待交易结果。");
        msgInfo.setPhone("13800138000");
        msgInfo.setEmail("13800138000@qq.com");
        notifyObservers(msgInfo);
        return true;
    }
}

//测试
public class TestSubject {
    public static void main(String[] args) {
        TradeSubject subject = new TradeSubject();
        MsgObserver ob1 = new EmailMsgObserver();
        MsgObserver ob2 = new PhoneObserver();
        subject.registerObserver(ob1);
        subject.registerObserver(ob2);
        subject.PlaceOrder();
    }
}

观察者模式的适用场景与优缺点

适用场景：观察者模式适用于对象之间的多对多关系，尤其是在一个对象状态的改变需要同时改变其他对象状态时。

优点：

1. 解耦：观察者模式实现了观察目标与观察者之间的松耦合，它们可以独立地改变和复用。
2. 扩展性：增加新的观察者不会影响已有的观察者或观察目标，符合开闭原则。
3. 抽象性：观察者模式提供了一种抽象的方式来处理对象之间的交互，使得系统更加灵活。

缺点：

1. 性能开销：如果一个目标对象有大量的观察者，通知所有观察者可能会造成性能问题。
2. 循环依赖：观察者和目标对象之间可能存在循环依赖，这可能导致难以追踪的问题。