概述

观察者模式是一种行为性设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象能够同时监听某一个主题对象的状态变化。主题对象在状态变化时会自动通知所有已注册的观察者。这种模式常用于实现事件处理系统和数据更新机制。

角色

观察者模式主要由以下几个部分组成：

• 主题（Subject）：拥有一系列观察者，并提供注册、注销观察者的方法，同时在状态变化时通知所有观察者。
• 观察者（Observer）：定义了响应主题状态变化的接口。
• 具体主题（ConcreteSubject）：实现了主题接口，维护观察者的列表，并在状态变化时通知观察者。
• 具体观察者（ConcreteObserver）：实现观察者接口，更新自身的状态以反映主题的变化。

使用场景

• 当对象之间存在一对多关系时，观察者模式可以帮助简化对象间的耦合关系。
• 当一个对象的改变需要同时影响其他对象时。
• 当需要实现事件处理机制时。

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 主题接口
interface Subject {
    void attach(Observer observer);
    void detach(Observer observer);
    void notifyObservers();
}

// 观察者接口
interface Observer {
    void update(String state);
}

// 具体主题
class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private String state;

    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(state);
        }
    }

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
        notifyObservers();
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
}

// 具体观察者
class ConcreteObserver implements Observer {
    private String observerName;

    public ConcreteObserver(String name) {
        this.observerName = name;
    }

    @Override
    public void update(String state) {
        System.out.println(observerName + " received state update: " + state);
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();

        ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");
        ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");

        subject.attach(observer1);
        subject.attach(observer2);

        subject.setState("State 1");
        subject.setState("State 2");

        subject.detach(observer1);
        subject.setState("State 3");
    }
}

总结

观察者模式通过将观察者与主题解耦，提供了一种灵活的方式来处理对象之间的关系。当主题的状态发生变化时，所有依赖于该主题的观察者都会得到通知并作出响应。这种模式非常适合用于事件处理和数据变化通知的场景。理解和掌握观察者模式对于实现高内聚、低耦合的设计具有重要意义。