【白话设计模式二】观察者模式(Observer)

1 场景问题

1.1 订阅报纸的过程

来考虑实际生活中订阅报纸的过程，这里简单总结了一下，订阅报纸的基本流程如下：

首先按照自己的需要选择合适的报纸，具体的报刊杂志目录可以从邮局获取；

选择好后，就到邮局去填写订阅单，同时交上所需的费用；

至此，就完成了报纸的订阅过程，接下去的就是耐心等候，报社会按照出报时间推出报纸，然后报纸会被送到每个订阅人的手里。

画个图来描述上述过程，如图12.1所示：

虽然看起来订阅者是直接跟邮局在打交道，但实际上，订阅者的订阅数据是会被邮局传递到报社的，当报社出版了报纸，报社会按照订阅信息把报纸交给邮局，然后由邮局来代为发送到订阅者的手中。所以在整个过程中，邮局只不过起到一个中转的作用，为了简单，我们去掉邮局，让订阅者直接和报社交互，如图12.2所示：

1.2 订阅报纸的问题

在上述过程中，订阅者在完成订阅后，最关心的问题就是何时能收到新出的报纸。幸好在现实生活中，报纸都是定期出版，这样发放到订阅者手中也基本上有一个大致的时间范围，差不多到时间了，订阅者就会看看邮箱，查收新的报纸。

要是报纸出版的时间不固定呢？

那订阅者就麻烦了，如果订阅者想要第一时间阅读到新报纸，恐怕只能天天守着邮箱了，这未免也太痛苦了吧。

继续引申一下，用类来描述上述的过程，描述如下：

订阅者类向出版者类订阅报纸，很明显不会只有一个订阅者订阅报纸，订阅者类可以有很多；当出版者类出版新报纸的时候，多个订阅者类如何知道呢？还有订阅者类如何得到新报纸的内容呢？

把上面的问题对比描述一下：

进一步抽象描述这个问题：当一个对象的状态发生改变的时候，如何让依赖于它的所有对象得到通知，并进行相应的处理呢？

该如何解决这样的问题？

2 解决方案

2.1 观察者模式来解决

用来解决上述问题的一个合理的解决方案就是观察者模式。那么什么是观察者模式呢？

1. 观察者模式定义

   
   

2. 应用观察者模式来解决的思路

   在前面描述的订阅报纸的例子里面，对于报社来说，在一开始，它并不清楚究竟有多少个订阅者会来订阅报纸，因此，报社需要维护一个订阅者的列表，这样当报社出版报纸的时候，才能够把报纸发放到所有的订阅者手中。对于订阅者来说，订阅者也就是看报的读者，多个订阅者会订阅同一份报纸。

   这就出现了一个典型的一对多的对象关系，一个报纸对象，会有多个订阅者对象来订阅；当报纸出版的时候，也就是报纸对象改变的时候，需要通知所有的订阅者对象。那么怎么来建立并维护这样的关系呢？

   观察者模式可以处理这种问题，观察者模式把这多个订阅者称为观察者：Observer，多个观察者观察的对象被称为目标：Subject。

   一个目标可以有任意多个观察者对象，一旦目标的状态发生了改变，所有注册的观察者都会得到通知，然后各个观察者会对通知作出相应的响应，执行相应的业务功能处理，并使自己的状态和目标对象的状态保持一致。

2.2 模式结构和说明

观察者模式结构如图12.3所示：

Subject：目标对象，通常具有如下功能：

     1. 一个目标可以被多个观察者观察；     2. 目标提供对观察者注册和退订的维护；     3. 当目标的状态发生变化时，目标负责通知所有注册的、有效的观察者；

Observer：定义观察者的接口，提供目标通知时对应的更新方法，这个更新方法进行相应的业务处理，可以在这个方法里面回调目标对象，以获取目标对象的数据。

ConcreteSubject：具体的目标实现对象，用来维护目标状态，当目标对象的状态发生改变时，通知所有注册有效的观察者，让观察者执行相应的处理。

ConcreteObserver：观察者的具体实现对象，用来接收目标的通知，并进行相应的后续处理，比如更新自身的状态以保持和目标的相应状态一致。

2.3 观察者模式示例代码

1. 先来看看目标对象的定义，示例代码如下：

   /*** 目标对象，它知道观察它的观察者，并提供注册和删除观察者的接口*/public class Subject {  /**   * 用来保存注册的观察者对象   */  private List<Observer> observers = new ArrayList<Observer>();  /**   * 注册观察者对象   * @param observer 观察者对象   */  public void attach(Observer observer) {     observers.add(observer);  }  /**   * 删除观察者对象   * @param observer 观察者对象   */  public void detach(Observer observer) {     observers.remove(observer);  }  /**   * 通知所有注册的观察者对象   */  protected void notifyObservers() {     for(Observer observer : observers){         observer.update(this);     }  }}

2. 接下来看看具体的目标对象，示例代码如下：

   /*** 具体的目标对象，负责把有关状态存入到相应的观察者对象，* 并在自己状态发生改变时，通知各个观察者*/public class ConcreteSubject extends Subject {  /**   * 示意，目标对象的状态   */  private String subjectState;  public String getSubjectState() {     return subjectState;  }  public void setSubjectState(String subjectState) {     this.subjectState = subjectState;     //状态发生了改变，通知各个观察者     this.notifyObservers();  }}

3. 再来看看观察者的接口定义，示例代码如下：

   /*** 观察者接口，定义一个更新的接口给那些在目标发生改变的时候被通知的对象*/public interface Observer {  /**   * 更新的接口   * @param subject 传入目标对象，好获取相应的目标对象的状态   */  public void update(Subject subject);}

4. 接下来看看观察者的具体实现示意，示例代码如下：

   /*** 具体观察者对象，实现更新的方法，使自身的状态和目标的状态保持一致*/public class ConcreteObserver implements Observer {  /**   * 示意，观者者的状态   */  private String observerState;  public void update(Subject subject) {     // 具体的更新实现     //这里可能需要更新观察者的状态，使其与目标的状态保持一致     observerState = ((ConcreteSubject)subject).getSubjectState();  }}

2.4 使用观察者模式实现示例

要使用观察者模式来实现示例，那就按照前面讲述的实现思路，把报纸对象当作目标，然后订阅者当做观察者，就可以实现出来了。

使用观察者模式来实现示例的结构如图12.4所示：

1. 被观察的目标

   在前面描述的订阅报纸的例子里面，多个订阅者都是在观察同一个报社对象，这个报社对象就是被观察的目标。这个目标的接口应该有些什么方法呢？还是从实际入手去想，看看报社都有些什么功能。报社最基本有如下的功能：

   注册订阅者，也就是说很多个人来订报纸，报社肯定要有相应的记录才行；

   出版报纸，这个是报社的主要工作；

   发行报纸，也就是要把出版的报纸发送到订阅者手中；

   退订报纸，当订阅者不想要继续订阅了，可以取消订阅；

   上面这些功能是报社最最基本的功能，当然，报社还有很多别的功能，为了简单起见，这里就不再去描述了。因此报社这个目标的接口也应该实现上述功能，把他们定义在目标接口里面，示例代码如下：

   /*** 目标对象，作为被观察者*/public class Subject {  /**   * 用来保存注册的观察者对象，也就是报纸的订阅者   */  private List<Observer> readers = new ArrayList<Observer>();  /**   * 报纸的读者需要先向报社订阅，先要注册   * @param reader 报纸的读者   * @return 是否注册成功   */  public void attach(Observer reader) {     readers.add(reader);  }  /**   * 报纸的读者可以取消订阅   * @param reader 报纸的读者   * @return 是否取消成功   */  public void detach(Observer reader) {     readers.remove(reader);  }  /**   * 当每期报纸印刷出来后，就要迅速主动的被送到读者的手中，   * 相当于通知读者，让他们知道   */  protected void notifyObservers() {     for(Observer reader : readers){         reader.update(this);     }  }}

   细心的朋友可能会发现，这个对象并没有定义出版报纸的功能，这是为了让这个对象更加通用，这个功能还是有的，放到具体报纸类里面去了，下面就来具体的看看具体的报纸类的实现。

   为了演示简单，在这个实现类里面增添一个属性，用它来保存报纸的内容，然后增添一个方法来修改这个属性，修改这个属性就相当于出版了新的报纸，并且同时通知所有的订阅者。示例代码如下：

   /*** 报纸对象，具体的目标实现*/public class NewsPaper extends Subject{  /**   * 报纸的具体内容   */  private String content;  /**   * 获取报纸的具体内容   * @return 报纸的具体内容   */  public String getContent() {     return content;  }  /**   * 示意，设置报纸的具体内容，相当于要出版报纸了   * @param content 报纸的具体内容   */  public void setContent(String content) {     this.content = content;     //内容有了，说明又出报纸了，那就通知所有的读者     notifyObservers();  }}

2. 观察者

   目标定义好过后，接下来把观察者抽象出来，看看它应该具有什么功能。分析前面的描述，发现观察者只要去邮局注册了过后，就是等着接收报纸就好了，没有什么其它的功能。那么就把这个接收报纸的功能抽象成为更新的方法，从而定义出观察者接口来，示例代码如下：

   /*** 观察者，比如报纸的读者*/public interface Observer {  /**   * 被通知的方法   * @param subject 具体的目标对象，可以获取报纸的内容   */  public void update(Subject subject);}

   定义好了观察者的接口过后，该来想想如何实现了。具体的观察者需要实现：在收到被通知的内容后，自身如何进行相应处理的功能。为了演示的简单，收到报纸内容过后，简单的输出一下，表示收到了就行了。

   定义一个简单的观察者实现，示例代码如下：

   /*** 真正的读者，为了简单就描述一下姓名*/public class Reader implements Observer{  /**   * 读者的姓名   */  private String name;  public void update(Subject subject) {     //这是采用拉的方式     System.out.println(name+"收到报纸了，阅读先。内容是==="+((NewsPaper)subject).getContent());  }  public String getName() {     return name;  }  public void setName(String name) {     this.name = name;  }}

3. 使用观察者模式

   前面定义好了观察者和观察的目标，那么如何使用它们呢？

   那就写个客户端，在客户端里面，先创建好一个报纸，作为被观察的目标，然后多创建几个读者作为观察者，当然需要把这些观察者都注册到目标里面去，接下来就可以出版报纸了，具体的示例代码如下：

   public class Client {  public static void main(String[] args) {     //创建一个报纸，作为被观察者     NewsPaper subject = new NewsPaper();     //创建阅读者，也就是观察者     Reader reader1 = new Reader();     reader1.setName("张三");     Reader reader2 = new Reader();     reader2.setName("李四");     Reader reader3 = new Reader();     reader3.setName("王五");     //注册阅读者     subject.attach(reader1);     subject.attach(reader2);     subject.attach(reader3);     //要出报纸啦     subject.setContent("本期内容是观察者模式");  }}

   运行结果如下：

   张三收到报纸了，阅读先。内容是===本期内容是观察者模式李四收到报纸了，阅读先。内容是===本期内容是观察者模式王五收到报纸了，阅读先。内容是===本期内容是观察者模式

   你还可以通过改变注册的观察者，或者是注册了又退订，来看看输出的结果。会发现没有注册或者退订的观察者是收不到报纸的。

   如同前面的示例，读者和报社是一种典型的一对多的关系，一个报社有多个读者，当报社的状态发生改变，也就是出版新报纸的时候，所有注册的读者都会得到通知，然后读者会拿到报纸，读者会去阅读报纸并进行后续的操作。

3 模式讲解

3.1 认识观察者模式

1. 目标和观察者之间的关系

   按照模式的定义，目标和观察者之间是典型的一对多的关系。

   但是要注意，如果观察者只有一个，也是可以的，这样就变相实现了目标和观察者之间一对一的关系，这也使得在处理一个对象的状态变化会影响到另一个对象的时候，也可以考虑使用观察者模式。

   同样的，一个观察者也可以观察多个目标，如果观察者为多个目标定义的通知更新方法都是update方法的话，这会带来麻烦，因为需要接收多个目标的通知，如果是一个update的方法，那就需要在方法内部区分，到底这个更新的通知来自于哪一个目标，不同的目标有不同的后续操作。

   一般情况下，观察者应该为不同的观察者目标，定义不同的回调方法，这样实现最简单，不需要在update方法内部进行区分。

2. 单向依赖

   在观察者模式中，观察者和目标是单向依赖的，只有观察者依赖于目标，而目标是不会依赖于观察者的。

   它们之间联系的主动权掌握在目标手中，只有目标知道什么时候需要通知观察者，在整个过程中，观察者始终是被动的，被动的等待目标的通知，等待目标传值给它。

   对目标而言，所有的观察者都是一样的，目标会一视同仁的对待。当然也可以通过在目标里面进行控制，实现有区别对待观察者，比如某些状态变化，只需要通知部分观察者，但那是属于稍微变形的用法了，不属于标准的、原始的观察者模式了。

3. 基本的实现说明

   具体的目标实现对象要能维护观察者的注册信息，最简单的实现方案就如同前面的例子那样，采用一个集合来保存观察者的注册信息。

   具体的目标实现对象需要维护引起通知的状态，一般情况下是目标自身的状态，变形使用的情况下，也可以是别的对象的状态。

   具体的观察者实现对象需要能接收目标的通知，能够接收目标传递的数据，或者是能够主动去获取目标的数据，并进行后续处理。

   如果是一个观察者观察多个目标，那么在观察者的更新方法里面，需要去判断是来自哪一个目标的通知。一种简单的解决方案就是扩展update方法，比如在方法里面多传递一个参数进行区分等；还有一种更简单的方法，那就是干脆定义不同的回调方法。

4. 命名建议

   观察者模式又被称为发布-订阅模式；

   目标接口的定义，建议在名称后面跟Subject；

   观察者接口的定义，建议在名称后面跟Observer；

   观察者接口的更新方法，建议名称为update，当然方法的参数可以根据需要定义，参数个数不限、参数类型不限；

5. 触发通知的时机

   在实现观察者模式的时候，一定要注意触发通知的时机，一般情况下，是在完成了状态维护后触发，因为通知会传递数据，不能够先通知后改数据，这很容易出问题，会导致观察者和目标对象的状态不一致。比如：目标一发出通知，就有观察者来取值，结果目标还没有更新数据，这就明显造成了错误。如下示例就是有问题的了，示例代码如下：

   public void setContent(String content) {  //一激动，目标先发出通知了，然后才修改自己的数据，这会造成问题  notifyAllReader();    this.content = content;}

6. 相互观察

   在某些应用里面，可能会出现目标和观察者相互观察的情况。什么意思呢，比如有两套观察者模式的应用，其中一套观察者模式的实现是A对象、B对象观察C对象；在另一套观察者模式的实现里面，实现的是B对象、C对象观察A对象，那么A对象和C对象就是在相互观察。

   换句话说，A对象的状态变化会引起C对象的联动操作，反过来，C 对象的状态变化也会引起A对象的联动操作。对于出现这种状况，要特别小心处理，因为可能会出现死循环的情况。

7. 观察者模式的调用顺序示意图

   在使用观察者模式时，会很明显的分成两个阶段，第一个阶段是准备阶段，也就是维护目标和观察者关系的阶段，这个阶段的调用顺序如图12.5所示：

   
   

   接下来就是实际的运行阶段了，这个阶段的调用顺序如图12.6所示：

   
   

8. 通知的顺序

   从理论上说，当目标对象的状态变化后通知所有观察者的时候，顺序是不确定的，因此观察者实现的功能，绝对不要依赖于通知的顺序，也就是说，多个观察者之间的功能是平行的，相互不应该有先后的依赖关系。

3.2 推模型和拉模型

在观察者模式的实现里面，又分为推模型和拉模型两种方式，什么意思呢？

1. 推模型

   目标对象主动向观察者推送目标的详细信息，不管观察者是否需要，推送的信息通常是目标对象的全部或部分数据，相当于是在广播通信。

2. 拉模型

   目标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，由观察者主动到目标对象中获取，相当于是观察者从目标对象中拉数据。

   一般这种模型的实现中，会把目标对象自身通过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。

根据上面的描述，发现前面的例子就是典型的拉模型，那么推模型如何实现呢，还是来看个示例吧，这样会比较清楚。

1. 推模型的观察者接口

   根据前面的讲述，推模型通常都是把需要传递的数据直接推送给观察者对象，所以观察者接口中的update方法的参数需要发生变化，示例代码如下：

   /*** 观察者，比如报纸的读者*/public interface Observer {  /**   * 被通知的方法，直接把报纸的内容推送过来   * @param content 报纸的内容   */  public void update(String content);}

2. 推模型的观察者的具体实现

   以前需要到目标对象里面获取自己需要的数据，现在是直接接收传入的数据，这就是改变的地方，示例代码如下：

   public class Reader implements Observer{  /**   * 读者的姓名   */  private String name;  public void update(String content) {     //这是采用推的方式     System.out.println(name+"收到报纸了，阅读先。内容是==="+content);  }  public String getName() {     return name;  }  public void setName(String name) {     this.name = name;  }}

3. 推模型的目标对象

   跟拉模型的目标实现相比，有一些变化：

   一个就是通知所有观察者的方法，以前是没有参数的，现在需要传入需要主动推送的数据；

   另外一个就是在循环通知观察者的时候，也就是循环调用观察者的update方法的时候，传入的参数不同了；

   示例代码如下：

   /*** 目标对象，作为被观察者，使用推模型*/public class Subject {  /**   * 用来保存注册的观察者对象，也就是报纸的订阅者   */  private List<Observer> readers = new ArrayList<Observer>();  /**   * 报纸的读者需要先向报社订阅，先要注册   * @param reader 报纸的读者   * @return 是否注册成功   */  public void attach(Observer reader) {     readers.add(reader);  }  /**   * 报纸的读者可以取消订阅   * @param reader 报纸的读者   * @return 是否取消成功   */  public void detach(Observer reader) {     readers.remove(reader);  }  /**   * 当每期报纸印刷出来后，就要迅速的主动的被送到读者的手中，   * 相当于通知读者，让他们知道   * @param content 要主动推送的内容   */  protected void notifyObservers(String content) {     for(Observer reader : readers){         reader.update(content);     }  }}

4. 推模型的目标具体实现

   跟拉模型相比，有一点变化，就是在调用通知观察者的方法的时候，需要传入参数了，拉模型的实现中是不需要的，示例代码如下：

   public class NewsPaper extends Subject{  private String content;  public String getContent() {     return content;  }  public void setContent(String content) {     this.content = content;     //内容有了，说明又出报纸了，那就通知所有的读者     notifyObservers(content);  }}

5. 推模型的客户端使用

   跟拉模型一样，没有变化。

6. 关于两种模型的比较

   两种实现模型，在开发的时候，究竟应该使用哪一种，还是应该具体问题具体分析。这里，只是把两种模型进行一个简单的比较。

   推模型是假定目标对象知道观察者需要的数据；而拉模型是目标对象不知道观察者具体需要什么数据，没有办法的情况下，干脆把自身传给观察者，让观察者自己去按需取值。

   推模型可能会使得观察者对象难以复用，因为观察者定义的update方法是按需而定义的，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，就可能需要提供新的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方法的参数是目标对象本身，这基本上是目标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。

3.3 Java中的观察者模式

估计有些朋友在看前面的内容的时候，心里就嘀咕上了，Java里面不是已经有了观察者模式的部分实现吗，为何还要全部自己从头做呢？

主要是为了让大家更好的理解观察者模式本身，而不用受Java语言实现的限制。

好了，下面就来看看如何利用Java中已有的功能来实现观察者模式。在java.util包里面有一个类Observable，它实现了大部分我们需要的目标的功能；还有一个接口Observer，它里面定义了update的方法，就是观察者的接口。

因此，利用Java中已有的功能来实现观察者模式非常简单，跟前面完全由自己来实现观察者模式相比有如下改变：

不需要再定义观察者和目标的接口了，JDK帮忙定义了；

具体的目标实现里面不需要再维护观察者的注册信息了，这个在Java中的Observable类里面，已经帮忙实现好了；

触发通知的方式有一点变化，要先调用setChanged方法，这个是Java为了帮助实现更精确的触发控制而提供的功能；

具体观察者的实现里面，update方法其实能同时支持推模型和拉模型，这个是Java在定义的时候，就已经考虑进去了；

好了，说了这么多，还是看看例子会比较直观。

1. 新的目标的实现，不再需要自己来实现Subject定义，在具体实现的时候，也不是继承Subject了，而是改成继承Java中定义的Observable，示例代码如下：

   /*** 报纸对象，具体的目标实现*/public class NewsPaper extends  java.util.Observable   {  /**   * 报纸的具体内容   */  private String content;  /**   * 获取报纸的具体内容   * @return 报纸的具体内容   */  public String getContent() {     return content;  }  /**   * 示意，设置报纸的具体内容，相当于要出版报纸了   * @param content 报纸的具体内容   */  public void setContent(String content) {     this.content = content;     //内容有了，说明又出新报纸了，那就通知所有的读者     //注意在用Java中的Observer模式的时候，下面这句话不可少     this.setChanged();     //然后主动通知，这里用的是推的方式     this.notifyObservers(this.content);     //如果用拉的方式，这么调用     //this.notifyObservers();  }}

2. 再看看新的观察者的实现，不是实现自己定义的观察者接口，而是实现由Java提供的Observer接口，示例代码如下：

   /*** 真正的读者，为了简单就描述一下姓名*/public class Reader implements   java.util.Observer   {  /**   * 读者的姓名   */  private String name;  public String getName() {     return name;  }  public void setName(String name) {     this.name = name;  }  public void update(Observable o, Object obj) {     //这是采用推的方式     System.out.println(name+"收到报纸了，阅读先。目标推过来的内容是==="+obj);     //这是获取拉的数据     System.out.println(name+"收到报纸了，阅读先。主动到目标对象去拉的内容是==="+((NewsPaper)o).getContent());  }}

3. 客户端使用

   客户端跟前面的写法没有太大改变，主要在注册阅读者的时候，调用的方法跟以前不一样了，示例代码如下：

   public class Client {  public static void main(String[] args) {     //创建一个报纸，作为被观察者     NewsPaper subject = new NewsPaper();     //创建阅读者，也就是观察者     Reader reader1 = new Reader();     reader1.setName("张三");     Reader reader2 = new Reader();     reader2.setName("李四");     Reader reader3 = new Reader();     reader3.setName("王五");     //注册阅读者     subject.addObserver(reader1);     subject.addObserver(reader2);     subject.addObserver(reader3);     //要出报纸啦     subject.setContent("本期内容是观察者模式");  }}

赶紧测试一下，运行运行，看看结果，运行结果如下所示：

王五收到报纸了，阅读先。目标推过来的内容是===本期内容是观察者模式王五收到报纸了，阅读先。主动到目标对象去拉的内容是===本期内容是观察者模式李四收到报纸了，阅读先。目标推过来的内容是===本期内容是观察者模式李四收到报纸了，阅读先。主动到目标对象去拉的内容是===本期内容是观察者模式张三收到报纸了，阅读先。目标推过来的内容是===本期内容是观察者模式张三收到报纸了，阅读先。主动到目标对象去拉的内容是===本期内容是观察者模式

然后好好对比自己实现观察者模式和使用Java已有的功能来实现观察者模式，看看有什么不同，有什么相同，好好体会一下。

3.4 观察者模式的优缺点

1. 观察者模式实现了观察者和目标之间的抽象耦合

   原本目标对象在状态发生改变的时候，需要直接调用所有的观察者对象，但是抽象出观察者接口过后，目标和观察者就只是在抽象层面上耦合了，也就是说目标只是知道观察者接口，并不知道具体的观察者的类，从而实现目标类和具体的观察者类之间解耦。

2. 观察者模式实现了动态联动

   所谓联动，就是做一个操作会引起其它相关的操作。由于观察者模式对观察者注册实行管理，那就可以在运行期间，通过动态的控制注册的观察者，来控制某个动作的联动范围，从而实现动态联动。

3. 观察者模式支持广播通信

   由于目标发送通知给观察者是面向所有注册的观察者，所以每次目标通知的信息就要对所有注册的观察者进行广播。当然，也可以通过在目标上添加新的功能来限制广播的范围。

   在广播通信的时候要注意一个问题，就是相互广播造成死循环的问题。比如A和B两个对象互为观察者和目标对象，A对象发生状态变化，然后A来广播信息，B对象接收到通知后，在处理过程中，使得B对象的状态也发生了改变，然后B来广播信息，然后A对象接到通知后，又触发广播信息……，如此A引起B变化，B又引起A变化，从而一直相互广播信息，就造成死循环了。

4. 观察者模式可能会引起无谓的操作

   由于观察者模式每次都是广播通信，不管观察者需不需要，每个观察者都会被调用update方法，如果观察者不需要执行相应处理，那么这次操作就浪费了。

   其实浪费了还好，怕就怕引起了误更新，那就麻烦了，比如：本应该在执行这次状态更新前把某个观察者删除掉，这样通知的时候就没有这个观察者了，但是现在忘掉了，那么就会引起误操作。

3.5 思考观察者模式

1. 观察者模式的本质

   观察者模式的本质：触发联动。

   当修改目标对象的状态的时候，就会触发相应的通知，然后会循环调用所有注册的观察者对象的相应方法，其实就相当于联动调用这些观察者的方法。

   而且这个联动还是动态的，可以通过注册和取消注册来控制观察者，因而可以在程序运行期间，通过动态的控制观察者，来变相的实现添加和删除某些功能处理，这些功能就是观察者在update的时候执行的功能。

   同时目标对象和观察者对象的解耦，又保证了无论观察者发生怎样的变化，目标对象总是能够正确地联动过来。

   理解这个本质对我们非常有用，对于我们识别和使用观察者模式有非常重要的意义，尤其是在变形使用的时候，万变不离其宗。

2. 何时选用观察者模式

   建议在如下情况中，选用观察者模式：

   当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面的操作依赖于另一个方面的状态变化，那么就可以选用观察者模式，将这两者封装成观察者和目标对象，当目标对象变化的时候，依赖于它的观察者对象也会发生相应的变化。这样就把抽象模型的这两个方面分离开了，使得它们可以独立的改变和复用。

   如果在更改一个对象的时候，需要同时连带改变其它的对象，而且不知道究竟应该有多少对象需要被连带改变，这种情况可以选用观察者模式，被更改的那一个对象很明显就相当于是目标对象，而需要连带修改的多个其它对象，就作为多个观察者对象了。

   当一个对象必须通知其它的对象，但是你又希望这个对象和其它被它通知的对象是松散耦合的，也就是说这个对象其实不想知道具体被通知的对象，这种情况可以选用观察者模式，这个对象就相当于是目标对象，而被它通知的对象就是观察者对象了。

3.6 Swing中的观察者模式

Java的Swing中到处都是观察者模式的身影，比如大家熟悉的事件处理，就是典型的观察者模式的应用。（说明一下：早期的Swing事件处理用的是职责链）

Swing组件是被观察的目标，而每个实现监听器的类就是观察者，监听器的接口就是观察者的接口，在调用addXXXListener方法的时候就相当于注册观察者。当组件被点击，状态发生改变的时候，就会产生相应的通知，会调用注册的观察者的方法，就是我们所实现的监听器的方法。

从这里还可以学一招：如何处理一个观察者观察多个目标对象？

你看一个Swing的应用程序，作为一个观察者，经常会注册观察多个不同的目标对象，也就是同一类，既实现了按钮组件的事件处理，又实现了文本框组件的事件处理，是怎么做到的呢？

答案就在监听器接口上，这些监听器接口就相当于观察者接口，也就是说一个观察者要观察多个目标对象，只要不同的目标对象使用不同的观察者接口就好了，当然，这些接口里面的方法也不相同，不再都是update方法了。这样一来，不同的目标对象通知观察者所调用的方法也就不同了，这样在具体实现观察者的时候，也就实现成不同的方法，自然就区分开了。

3.7 简单变形示例——区别对待观察者

首先声明，这里只是举一个非常简单的变形使用的例子，也可算是基本的观察者模式的功能加强，事实上可以有很多很多的变形应用，这也是为什么我们特别强调大家要深入理解每个设计模式，要把握每个模式的本质的原因了。

1. 范例需求

   这是一个实际系统的简化需求：在一个水质监测系统中有这样一个功能，当水中的杂质为正常的时候，只是通知监测人员做记录；当为轻度污染的时候，除了通知监测人员做记录外，还要通知预警人员，判断是否需要预警；当为中度或者高度污染的时候，除了通知监测人员做记录外，还要通知预警人员，判断是否需要预警，同时还要通知监测部门领导做相应的处理。

2. 解决思路和范例代码

   分析上述需求就会发现，对于水质污染这件事情，有可能会涉及到监测员、预警人员、监测部门领导，根据不同的水质污染情况涉及到不同的人员，也就是说，监测员、预警人员、监测部门领导他们三者是平行的，职责都是处理水质污染，但是处理的范围不一样。

   因此很容易套用上观察者模式，如果把水质污染的记录当作被观察的目标的话，那么监测员、预警人员和监测部门领导就都是观察者了。

   前面学过的观察者模式，当目标通知观察者的时候是全部都通知，但是现在这个需求是不同的情况来让不同的人处理，怎么办呢？

   解决的方式通常有两种，一种是目标可以通知，但是观察者不做任何操作；另外一种是在目标里面进行判断，干脆就不通知了。两种实现方式各有千秋，这里选择后面一种方式来示例，这种方式能够统一逻辑控制，并进行观察者的统一分派，有利于业务控制和今后的扩展。

   （1）先来定义观察者的接口，这个接口跟前面的示例差别也不大，只是新加了访问观察人员职务的方法，示例代码如下：

   /*** 水质观察者接口定义*/public interface WatcherObserver {  /**   * 被通知的方法   * @param subject 传入被观察的目标对象   */  public void update(WaterQualitySubject subject);  /**   * 设置观察人员的职务   * @param job 观察人员的职务   */  public void setJob(String job);  /**   * 获取观察人员的职务   * @return 观察人员的职务   */  public String getJob();}

   （2）定义完接口后，来看看观察者的具体实现，示例代码如下：

   /*** 具体的观察者实现*/public class Watcher implements WatcherObserver{  /**   * 职务   */  private String job;  public String getJob() {     return this.job;  }    public void setJob(String job) {     this.job = job;  }  public void update(WaterQualitySubject subject) {     //这里采用的是拉的方式     System.out.println(job+"获取到通知，当前污染级别为："+subject.getPolluteLevel());  }}

   （3）接下来定义目标的父对象，跟以前相比有些改变：

   把父类实现成抽象的，因为在里面要定义抽象的方法；

   原来通知所有的观察者的方法被去掉了，这个方法现在需要由子类去实现，要按照业务来有区别的来对待观察者，得看看是否需要通知观察者；

   新添加一个水质污染级别的业务方法，这样在观察者获取目标对象的数据的时候，就不需要再知道具体的目标对象，也不需要强制造型了；

   /*** 定义水质监测的目标对象*/public abstract class WaterQualitySubject {  /**   * 用来保存注册的观察者对象   */  protected List<WatcherObserver> observers = new ArrayList<WatcherObserver>();  /**   * 注册观察者对象   * @param observer 观察者对象   */  public void attach(WatcherObserver observer) {     observers.add(observer);  }  /**   * 删除观察者对象   * @param observer 观察者对象   */  public void detach(WatcherObserver observer) {     observers.remove(observer);  }  /**   * 通知相应的观察者对象   */  public abstract void notifyWatchers();  /**   * 获取水质污染的级别   * @return 水质污染的级别   */  public abstract int getPolluteLevel();}

   （4）接下来重点看看目标的实现，在目标对象里面，添加一个描述污染级别的属性，在判断是否需要通知观察者的时候，不同的污染程度对应会通知不同的观察者，示例代码如下：

   /*** 具体的水质监测对象*/public class WaterQuality extends WaterQualitySubject{  /**   * 污染的级别，0表示正常，1表示轻度污染，2表示中度污染，3表示高度污染   */  private int polluteLevel = 0;  /**   * 获取水质污染的级别   * @return 水质污染的级别   */  public int getPolluteLevel() {     return polluteLevel;  }  /**   * 当监测水质情况后，设置水质污染的级别   * @param polluteLevel 水质污染的级别   */  public void setPolluteLevel(int polluteLevel) {     this.polluteLevel = polluteLevel;     //通知相应的观察者     this.notifyWatchers();  }  /**   * 通知相应的观察者对象   */  public void notifyWatchers() {     //循环所有注册的观察者     for(WatcherObserver watcher : observers){         //开始根据污染级别判断是否需要通知，由这里总控         if(this.polluteLevel >= 0){             //通知监测员做记录             if("监测人员".equals(watcher.getJob())){                 watcher.update(this);             }         }         if(this.polluteLevel >= 1){             //通知预警人员             if("预警人员".equals(watcher.getJob())){                 watcher.update(this);             }         }         if(this.polluteLevel >= 2){             //通知监测部门领导             if("监测部门领导".equals(watcher.getJob())){                 watcher.update(this);             }         }     }  }}

   （5）大功告成，来写个客户端，测试一下，示例代码如下：

   public class Client {  public static void main(String[] args) {     //创建水质主题对象     WaterQuality subject = new WaterQuality();     //创建几个观察者     WatcherObserver watcher1 = new Watcher();     watcher1.setJob("监测人员");     WatcherObserver watcher2 = new Watcher();     watcher2.setJob("预警人员");     WatcherObserver watcher3 = new Watcher();     watcher3.setJob("监测部门领导");     //注册观察者     subject.attach(watcher1);     subject.attach(watcher2);     subject.attach(watcher3);     //填写水质报告     System.out.println("当水质为正常的时候------------------〉");     subject.setPolluteLevel(0);     System.out.println("当水质为轻度污染的时候---------------〉");     subject.setPolluteLevel(1);     System.out.println("当水质为中度污染的时候---------------〉");     subject.setPolluteLevel(2);  }}

   （6）运行一下，看看结果，如下：

   当水质为正常的时候------------------〉监测人员获取到通知，当前污染级别为：0当水质为轻度污染的时候---------------〉监测人员获取到通知，当前污染级别为：1预警人员获取到通知，当前污染级别为：1当水质为中度污染的时候---------------〉监测人员获取到通知，当前污染级别为：2预警人员获取到通知，当前污染级别为：2监测部门领导获取到通知，当前污染级别为：2

   仔细观察上面输出的结果，你会发现，当填写不同的污染级别时，被通知的人员是不同的。但是这些观察者是不知道这些不同的，观察者只是在自己获得通知的时候去执行自己的工作。具体要不要通知，什么时候通知都是目标对象的工作。

3.8 相关模式

1. 观察者模式和状态模式

   观察者模式和状态模式是有相似之处的。

   观察者模式是当目标状态发生改变时，触发并通知观察者，让观察者去执行相应的操作。而状态模式是根据不同的状态，选择不同的实现，这个实现类的主要功能就是针对状态的相应的操作，它不像观察者，观察者本身还有很多其它的功能，接收通知并执行相应处理只是观察者的部分功能。

   当然观察者模式和状态模式是可以结合使用的。观察者模式的重心在触发联动，但是到底决定哪些观察者会被联动，这时就可以采用状态模式来实现了，也可以采用策略模式来进行选择需要联动的观察者。

2. 观察者模式和中介者模式

   观察者模式和中介者模式是可以结合使用的。

   前面的例子中目标都只是简单的通知一下，然后让各个观察者自己去完成更新就结束了。如果观察者和被观察的目标之间的交互关系很复杂，比如：有一个界面，里面有三个下拉列表组件，分别是选择国家、省份/州、具体的城市，很明显这是一个三级联动，当你选择一个国家的时候，省份/州应该相应改变数据，省份/州一改变，具体的城市也需要改变。

   这种情况下，很明显需要相关的状态都联动准备好了，然后再一次性的通知观察者，就是界面做更新处理，不会国家改变一下，省份和城市还没有改，就通知界面更新。这种情况就可以使用中介者模式来封装观察者和目标的关系。

   在使用Swing的小型应用里面，也可以使用中介者模式。比如：把一个界面所有的事件用一个对象来处理，把一个组件触发事件过后，需要操作其它组件的动作都封装到一起，这个对象就是典型的中介者。