一、模式结构

观察者模式包含以下四个角色：

1. Subject（主题/被观察者）
   • 维护观察者列表，提供注册（registerObserver）、移除（removeObserver）观察者的方法，并定义通知所有观察者的方法（notifyObservers）。
   • 示例：天气数据（WeatherData）、优衣库品牌决策（UniqloBrandDecision）。
2. Observer（观察者）
   • 定义更新接口（update），用于接收主题的通知并执行响应逻辑。
   • 示例：天气显示组件（CurrentConditionsDisplay）、消费者（Consumer）。
3. ConcreteSubject（具体主题）
   • 实现主题接口，管理观察者列表，并在状态变化时触发通知。例如，WeatherData类在温度、湿度等数据更新时调用notifyObservers。
4. ConcreteObserver（具体观察者）
   • 实现观察者接口，定义具体响应逻辑。例如，CurrentConditionsDisplay在接收到数据后更新显示内容。

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二、核心实现步骤

1. 定义观察者接口：声明update方法，参数可为数据对象或主题引用（推模型或拉模型）。
2. 实现具体观察者：在update方法中处理主题状态变化，例如更新UI或执行业务逻辑。
3. 定义主题接口：包含观察者管理方法和通知方法。
4. 实现具体主题：维护观察者列表，在状态变化时遍历并调用update方法。

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三、代码示例（气象站系统）

// 观察者接口
public interface Observer {void update(float temp, float humidity, float pressure);
}
// 主题接口
public interface Subject {void registerObserver(Observer o);void removeObserver(Observer o);void notifyObservers();
}
// 具体主题类（天气数据）
public class WeatherData implements Subject {private List observers = new ArrayList<>();private float temperature, humidity, pressure;@Overridepublic void registerObserver(Observer o) { observers.add(o); }@Overridepublic void removeObserver(Observer o) { observers.remove(o); }@Overridepublic void notifyObservers() {for (Observer o : observers) {o.update(temperature, humidity, pressure);}}public void measurementsChanged() {notifyObservers();}public void setMeasurements(float temp, float humidity, float pressure) {this.temperature = temp;this.humidity = humidity;this.pressure = pressure;measurementsChanged();}
}
// 具体观察者类（当前天气显示）
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer {private float temp, humidity;@Overridepublic void update(float temp, float humidity, float pressure) {this.temp = temp;this.humidity = humidity;display();}private void display() {System.out.println("当前温度：" + temp + "℃，湿度：" + humidity + "%");}
}

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四、适用场景

1. 事件驱动系统：如GUI事件处理、按钮点击监听。
2. 实时数据监控：股票价格变动、传感器数据更新。
3. 订阅/发布模型：邮件订阅、RSS订阅、消息队列。
4. 跨模块通知：订单状态变更通知多个服务。

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五、优缺点分析

优点	缺点
- 解耦主题与观察者，符合开闭原则。	- 观察者过多时性能下降。
- 动态扩展观察者，无需修改核心逻辑。	- 通知顺序不可控，可能引发依赖链问题。
- 支持广播通信，实现事件驱动机制。	- 循环依赖可能导致栈溢出。

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六、高级应用与优化

1. 异步通知：使用线程池处理观察者回调，避免阻塞主题线程。
2. 事件参数化：通过事件对象（如VoteEvent）传递具体数据，增强灵活性。
3. 弱引用机制：防止内存泄漏（如使用WeakReference存储观察者）。
4. 分布式扩展：结合消息队列（如Kafka）实现跨进程观察者。

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七、Java内置支持（已过时）

JDK提供java.util.Observable和Observer类，但因设计缺陷（如需手动调用setChanged()）已被标记为过时。推荐自定义实现或使用现代框架（如Spring的ApplicationEvent）。

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总结

观察者模式通过解耦主题与观察者，实现了灵活的通知机制，广泛应用于事件驱动、实时监控等场景。开发者需权衡性能与扩展性，合理设计通知模型（推/拉）和生命周期管理。