观察者模式（Java实现，附带实例）

观察者模式有时也叫生产者-消费者模式（producer-customer pattern）。这也是一种在开发各类应用程序时都很常用的模式，属于经典的 GoF（Gang of Four）设计模式。

这个模式用来描述两种对象之间的直接联系：

• 其中一种对象叫作生产者（producer，也称为受观察者，observee），同一个生产者可能对应于多个消费者（customer，也称为观察者，observer）；
• 扮演消费者的这些对象有时又称为接收者（receiver）。

如果受观察的对象改变了它的状态，那么所有已经注册的客户（也就是刚才提到的观察者）都会得到通知。换句话说，发生在受观察者身上的任何状态变化都会通知给观察者。

观察者模式属于那种同时出现在多个 JDK 模块里的模式。其中一个地方是 java.base 模块的 java.util 包，这个包中含有名为 Observer 的接口。该接口已经弃用，但你依然可以发现有其他一些类型（例如，Observable 类）用到了它。

观察者模式实例演示

我们以车辆里不同位置的温度控制为例来演示观察者模式的用法。

假设有下面这样一个 VehicleSystem 系统，它每次变更其状态时都会通知相关各方，使得车中的各个地点（或者说，各个子系统）都能把各自的温度调整到与该状态相符的水平（参见下面的范例）。

【实例】每个子系统都会根据全局设置调整其自身的温度。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Observer Pattern, vehicle temperature sensors");
    var temperatureControlSystem = new VehicleSystem();
    new CockpitObserver(temperatureControlSystem);
    new EngineObserver(temperatureControlSystem);

    temperatureControlSystem.setState("low");
}

程序输出结果如下：

Observer Pattern, vehicle temperature sensors
CockpitObserver, temperature:'11'
EngineObserver, temperature:'4'

我们设计的这个 SystemObserver 抽象类，利用 Java 语言的密封机制来限定该程序所支持的观察者（或者说，限定该程序所支持的子系统）。

另外，这个抽象类还提供一套基本的模板，让用户能够根据这套模板更为便捷地构建各个子系统（参见下面的实例）。

【实例】新添加的子系统必须按照我们设计的通用模板来编写，这样能够让代码更容易维护。

sealed abstract class SystemObserver permits CockpitObserver, EngineObserver {
    protected final VehicleSystem system;

    public SystemObserver(VehicleSystem system) {
        this.system = system;
    }

    abstract void update();
}

每个子系统的实例都含有一个指向主系统（即 VehicleSystem）的引用，这些子系统在初始化的过程中会把自己注册成主系统的一个观察者，当主系统改变其状态（也就是切换其温度挡位时），这些子系统都会得到通知。于是，每个子系统就会按照自己在这一挡位下应该维持的温度来调整自身（参见下图）。

总结

观察者模式是一种强大的设计模式，它让相关各方都能得知系统的状态变化情况，而且无须关注或操纵系统的实现细节。

观察者模式模式让我们能够在应用程序运行期间，通过观察者对象的逻辑对各种处理流程做出配置，并让这些观察者能够得到适当的封装，解耦观察者与受观察者的逻辑。