重修设计模式-行为型-观察者模式

重修设计模式-行为型-观察者模式

Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state, all its dependents are notified and updated automatically.

在对象之间订阅一个一对多的依赖，当一个对象状态改变时，它的所有依赖对象都会自动收到通知。

观察者模式（Observer Pattern）也被称为发布订阅模式（Publish-Subscribe Pattern），主要用于在对象之间建立一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，能够自动通知所有依赖于它的对象，并让它们同步更新。观察者和被观察者之间一般通过抽象接口交互，耦合性低，扩展方便。

观察者（Observable）和被观察者（Observer）的称呼比价灵活，比如：Subject-Observer、Publisher-Subscriber、Producer-Consumer、Dispatcher-Listener 等，但只要符合上面的定义都可以看做是观察者模式。

观察者模式角色

• 主题（Subject）：被依赖的对象（1）。维护一个观察者列表，在状态发生变化时通知所有观察者。
• 观察者（Observer）：依赖的对象（N）。提供一个更新接口，在主题状态更新时会收到通知，处理相应逻辑。

观察者模式是一个比较抽象的模式，不同场景有不同实现，最经典的实现方式如下：

interface Subject<T> {
    fun register(observer: Observer<T>)
    fun remove(observer: Observer<T>)
    fun notify(msg: T)
}

interface Observer<T> {
    fun update(data: String)
}

class SubjectImpl: Subject<String> {
    private val mList = mutableListOf<Observer<String>>()

    override fun register(observer: Observer<String>) {
        mList.add(observer)
    }

    override fun remove(observer: Observer<String>) {
        mList.remove(observer)
    }

    override fun notify(msg: String) {
        mList.forEach { it.update(msg) }
    }
}

fun main() {
    val subject = SubjectImpl()
    subject.register(object: Observer<String> {
        override fun update(data: String) { println("observer 1 update:${data}") }
    })
    subject.register(object: Observer<String> {
        override fun update(data: String) { println("observer 2 update:${data}") }
    })
    subject.notify("消息变更数据...")
}

代码非常简单，算是观察者模式的“模板代码”，只能反映大体思路。观察者实现方式多种多样，在代码中遇到 register、attach、addObserver 等都可能是观察者模式的不同实现，不过万变不离其宗，设计思路是相似的。

观察者模式的应用场景

观察者模式应用非常广泛，比如发布-订阅系统，MQTT 协议是典型代表，股票价格监控，社交媒体的通知机制等。在移动开发中，有很多知名的三方库也应用了观察者模式，比如 EventBus、RxJava、ARouter、Lifecycle 等，它们都符合观察者模式的思想，只是实现方式会有不同，下面以 EventBus 为例，看它是如何实现的。

EventBus 是一种事件发布-订阅总线框架，旨在简化应用中组件间通信的复杂度。它的使用方式如下：

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    //1.注册观察者
    EventBus.getDefault().register(this);
}

//2.定义观察方法，可指定执行线程
@Subscribe(threadMode = ThreadMode.MAIN)
public void onEvent1(Event1 event) {
    //...
}

@Subscribe(threadMode = ThreadMode.MAIN)
public void onEvent2(Event2 event) {
    //...
}

override fun onStop() {
    //3.释放观察者
    EventBus.getDefault().unregister(this);
}

//other:
//4.状态更新事件，此时内部会通知onEvent1执行
EventBus.getDefault().post(new Event1());

EventBus 的使用非常简单，不过需要及时解注册，否则会有内存泄漏的风险。下面跟随使用方式，具体来看 EventBus 是如何实现的：

1. register：注册观察者，接收任何类型，不同于经典实现，只接收一种类型的观察者。
2. @Subscribe 注解：定义接收的消息（Event）类型，以及观察者的通知方法。
3. unregister：移除观察者，会将其关联的 Event 方法移除。
4. post：为观察者发送消息，只通知可匹配的观察者，也就是接收的消息类型（@Subscribe 方法）等于发送消息类型（post 的 Event 类型），或是其父类。

EventBus 核心维护了一个映射表，在 register 时遍历注册对象中 Subscribe 注解的方法，并将方法消息类型和对应方法存入映射表，在 post 时查询映射表，找到对应消息类型匹配的方法，并通过反射调用的方式进行通知，这就是 EventBus 的设计思想。

在 EventBus 内部，还维护了线程池，让 Subscribe 注解可以设置对应参数，来切换同步阻塞方式或异步非阻塞方式的场景。也就是说，观察者模式既可以同步阻塞方式实现，也可以异步非阻塞方式，甚至可以跨进程注册和通知，这些都是观察者模式在不同场景的不同实现。

类似观察者模式思想的还有个生产者 - 消费者”模型概念，它们的区别和联系如下：

1. 它们设计目的都是为了解耦。
2. 生产-消费用缓存队列进行解耦，生产和消费是无感知的；观察者模式需要存储被观察者对象，是有感知的。
3. 生产-消费是天然异步非阻塞的，观察者模式可以选择不同实现方式。
4. 生产-消费是多对多的，观察者模式是一对多的。

总结

观察者模式的应用场景非常广泛，小到代码层面的解耦，大到架构层面的系统解耦，再或者一些产品的设计思路，都有这种模式的影子。再复习一下它的定义：观察者模式能够在对象之间建立灵活的依赖关系，并在状态变化时实现自动通知和更新。