当前位置: 首页 > news >正文

设计模式从入门到精通之(五)观察者模式

观察者模式:实现高效事件通知的秘诀

在日常生活中,我们经常需要同步通知多方的信息变更。比如天气预报系统、股票价格波动提醒、社交媒体的点赞通知等。这些场景中,通知机制需要高效、灵活,而不会因为通知方的变化影响系统整体。

观察者模式正是为这种场景而设计的解决方案。


1. 什么是观察者模式?

观察者模式(Observer Pattern)是一种行为型设计模式,它定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象,当主题对象的状态发生变化时,它会自动通知所有观察者。

用一句话概括:观察者模式实现了事件驱动机制,解耦了事件发生者和响应者之间的关系。


2. 现实生活中的观察者模式

想象一下,你订阅了一个股票提醒服务。每当股票价格达到你的预期,系统就会向你发送短信通知。而且不仅是你,很多其他订阅用户也会接到各自定制化的提醒。

在这个场景中:

  1. 股票价格变动是主题(Subject)。
  2. 每个订阅用户是观察者(Observer)。
  3. 当主题状态变化时,所有观察者都会收到通知。

3. 观察者模式的代码实现

以一个天气预报系统为例,展示观察者模式的实现。
在这里插入图片描述

3.1 定义主题接口

首先,定义一个通用的主题接口,允许观察者订阅或取消订阅。

interface Subject {void addObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers();
}

3.2 定义观察者接口

然后,定义观察者接口,让所有具体观察者实现自己的更新逻辑。

interface Observer {void update(String weather);
}
3.3 实现具体的主题类

创建一个天气数据的主题类,用来管理观察者并发送通知。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;class WeatherData implements Subject {private List<Observer> observers;private String weather;public WeatherData() {observers = new ArrayList<>();}@Overridepublic void addObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}@Overridepublic void removeObserver(Observer observer) {observers.remove(observer);}@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer observer : observers) {observer.update(weather);}}public void setWeather(String weather) {this.weather = weather;notifyObservers();}
}

3.4 实现具体的观察者

创建具体的观察者,比如手机用户和电视用户。

class PhoneUser implements Observer {private String name;public PhoneUser(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String weather) {System.out.println(name + " received weather update: " + weather);}
}class TVUser implements Observer {@Overridepublic void update(String weather) {System.out.println("TV displays weather update: " + weather);}
}

3.5 客户端代码

在客户端中,测试天气预报系统。

public class Main {public static void main(String[] args) {WeatherData weatherData = new WeatherData();Observer phoneUser1 = new PhoneUser("Alice");Observer phoneUser2 = new PhoneUser("Bob");Observer tvUser = new TVUser();weatherData.addObserver(phoneUser1);weatherData.addObserver(phoneUser2);weatherData.addObserver(tvUser);weatherData.setWeather("Sunny");weatherData.setWeather("Rainy");}
}

运行结果:

Alice received weather update: Sunny
Bob received weather update: Sunny
TV displays weather update: Sunny
Alice received weather update: Rainy
Bob received weather update: Rainy
TV displays weather update: Rainy

4. 观察者模式的优缺点

优点:

  1. 解耦发布者和订阅者:主题只需管理观察者列表,不关心观察者的具体实现。
  2. 灵活性高:可以动态添加或移除观察者。
  3. 扩展性强:新增观察者不需要修改主题代码。

缺点:

  1. 通知链复杂:观察者数量较多时,通知链可能导致性能问题。
  2. 可能引发循环依赖:需要避免观察者反向修改主题导致死循环。

5. 观察者模式的应用场景

  1. 事件驱动系统:比如 GUI 中的按钮点击事件。
  2. 消息订阅机制:如消息队列、Kafka 等系统。
  3. 数据绑定框架:如 Angular 的双向绑定。
  4. 系统监控:服务器状态变化时通知管理员。

6. 总结

观察者模式是一种高效的事件通知机制,特别适合需要动态响应状态变化的场景。在实际开发中,我们可以结合异步通知、线程安全等技术,进一步优化观察者模式的性能。

下一篇专栏,我们将继续探索行为型模式中的另一种经典模式:策略模式,看它如何帮助我们灵活地实现算法的动态切换。


思考问题:
在复杂场景下,如何防止观察者模式中的通知链导致性能问题?欢迎留言讨论!

http://www.xdnf.cn/news/8119.html

相关文章:

  • LIB-ZC, 一个跨平台(Linux)平台通用C/C++扩展库, stream 流操作
  • conversation_template | conversation_actors | conversation_line_template
  • 网安加·百家讲坛 | 刘志诚:AI安全风险与未来展望
  • MCP的推出将给未来的开发带来哪些变革?
  • 解决jupyter notebook修改路径下没有c.NotebookApp.notebook_dir【建议收藏】
  • 第五章 SQLite数据库:4、SQLite 进阶用法:常见的约束、PRAGMA 配置、数据操作
  • 2025年03月中国电子学会青少年软件编程(Python)等级考试试卷(二级)真题
  • 《软件设计师》复习笔记(4.2)——关系代数、函数依赖、范式
  • 下载HBuilder X,使用uniapp编写微信小程序
  • Linux简介
  • 下拉框select标签类型
  • PLOS ONE:VR 游戏扫描揭示了 ADHD 儿童独特的大脑活动
  • 基础数学知识-概率论
  • 机器学习05-CNN
  • 守护进程及gdb调试(新手简略版)
  • 工作总结(十二)——迁移svn单项目到gitlab上,保留历史提交记录
  • 02.Spring_IOC详解
  • Evidential Deep Learning和证据理论教材的区别(主要是概念)
  • test ssl java
  • 【C++指南】哈希驱动的封装:如何让unordered_map/set飞得更快更稳?【上】
  • 数据结构学习笔记 :二叉搜索树与高效查找算法详解
  • React 列表渲染基础示例
  • DFS/BFS专练-搞定图论基础!(从海岛问题过渡至图论基础应用C++/C)
  • 无刷电机槽数相同、转子极数不同的核心区别
  • Nacos安装及数据持久化
  • ESP32之本地HTTP服务器OTA固件升级流程,基于VSCode环境下的ESP-IDF开发(附源码)
  • 【Spring Boot】MyBatis入门:连接Mysql数据库、测试单元、连接的常见错误
  • 汇编语言中的数据
  • 基于C++(MFC)的细胞识别程序
  • 人工智能在后端开发中的革命:从架构到运维