前提：本文章是以Java為基礎寫的

一、定義描述

什么是觀察者模式？
既然我們要探討一下觀察者模式，首先還是先說一下他的定義吧；

定義：觀察者模式定義了對象之間的一對多依賴，這樣一來，當一個對象改變狀態時，他的所有依賴者都會收到通知并自動更新。

現在看不懂定義很正常，在我們接下來的探討中你就會慢慢的了解了，在我們的探討結束之后，再回頭看這個定義，你就會有所領悟了！

接下來我們就步入正題了！

二、實例探討

例子：
現在要求我們做一個氣象監測應用，這個系統大致分為三個部分，分別是氣象站（獲取實際氣象數據的裝置）、WeatherData對象（追蹤來自氣象站的數據，并更新布告板）和布告板（顯示目前天氣狀況給用戶看）。
WeatherData對象知道如何跟物理氣象站聯系，以取得更新的數據（這個我們不需要考慮)。WeatherData對象會隨即更新三個布告板的顯示：目前狀況（溫度、濕度、氣壓）、氣象統計和天氣預報。

我們的工作：

利用WeatherData對象取得數據，并更新三個布告板：目前狀況、氣象統計和天氣預報。

已知的一些內容如下：

WeatherData類有四個方法：getTemperature（）；
getHumidity（）；
getPressure（） ；前三個方法各自返回最近的氣象測量數據（溫度、濕度、氣壓）
measurementsChanged（）；此方法在氣象測量更新時調用
其實我們的工作就是實現measurementsChanged（），讓他更新目前狀況、氣象統計、天氣預報的顯示布告板

我們現在需要解決的的問題：

①實現三個使用天氣數據的布告板：“目前狀況”布告、“氣象統計”布告、“天氣預告”布告。只要WeatherData有新的測量，這些布告就必須馬上更新。
②系統必須可擴展，這是什么意思呢？
就是其他開發人員可以建立定制的布告板，用戶可以隨心所欲地添加或刪除任何布告板

OK，這個題我們就分析到這里，下面就要上代碼了！
代碼：

public class WeatherData{
     //實例變量聲明
     public void measurementChanged(){
           float temp = getTemperature();
           float humidity = getHumidity();
           float pressure = getPressure();

           currentConditionsDisplay.update(temp,humidity,pressure);//目前狀況布告板的更新
           statisticsDisplay.update(temp,humidity,pressure);//氣象統計布告板的更新
           forecastDisplay.update (temp,humidity,pressure);//天氣預報布告板的更新
     }
 //這里是其他WaetherData方法  
}

What？

難道我們這樣就解決了？so easy？好嗨喲？！
很不幸的告訴你，這個是

錯誤示范！

接下來我們先探討一下上面的錯誤示范：

先上道題瞅瞅

錯誤代碼分析：

——現在回頭看一下剛才的代碼，有沒有發現三個布告板都有一個update（），并且里面的形參也是一樣的，那我們是不是可以把它搞成一個統一的接口呢？
——前面我們提到過，我們可能還要增加或刪除布告板，那這樣的話，我們豈不是要一直修改程序？

接下來我們就先來認識一下“觀察者模式”這位朋友

三、認識觀察者模式

我們還是通過一個例子來了解一下觀察者模式吧
例子：
如果你了解報紙的訂閱是怎么回事，其實就知道觀察者模式是怎么回事，只是名稱不太一樣：出版者對應“主題”（Subject），訂閱者對應“觀察者”（Observer）。
其實總的來說：

出版者+訂閱者=觀察者模式

為了讓大家看的更明白點，還是奉上圖吧：

下面是鴨子、老鼠和主題的故事：（加深一下大家對觀察者模式的理解）

四、定義觀察者模式

觀察者模式的定義我們在最開始已經說過了，經過上面我們對他的了解，現在我們再來回顧一下：

——主題和觀察者定義了一對多的關系。
——觀察者依賴于此主題，只要主題狀態一有變化，觀察者就會被通知。根據通知的風格，觀察者可能因此新值而更新。
下面大家先看一下觀察者模式的類圖：

看了這張圖你可能還會有些疑惑，不用慌，下面請欣賞我的自問自答：

問：

這和一對多的關系有啥關聯?。?/p>

答：

利用觀察者模式，主題是具有狀態的對象，并且可以控制這些狀態。意思就是，有“一個”具有狀態的主題。另外，觀察者使用這些狀態，雖然這些狀態并不屬于他們。觀察者是有很多的，他們依賴主題來告訴他們狀態何時改變。這就產生一個關系：

“一個”主題對“多個”觀察者的關系。

問：

其中的依賴是咋產生的啊？

答：

因為主題是真正擁有數據的人，觀察者是主題的依賴者，在數據變化時更新，這樣比起讓許多對象控制同一份數據來，可以得到更干凈的00設計
不知道00設計的可以點擊下面的連接：
https://www.cnblogs.com/HigginCui/p/6195318.html

說了這么多了咱們上面那個實例的問題還沒有解決，不過相信大家現在對觀察者模式了解的也差不多了，所以馬上就到解決問題的時候了
現在呢，我們再來加深一下對觀察者模式的了解：

其實觀察者模式就是提供了一種對象設計，讓主題和觀察者之間松耦合

（這里的松耦合的意思就是：主題和觀察者聯系越小越好）

五、解決實例的問題

首先我們還是要先捋一下我們的思路：

觀察者模式是定義了一對多的依賴
——WeatherData類就是“一”，而“多"就是使用天氣觀測的各種布告板。

觀察者模式中主題是具有狀態的對象
——WeatherData對象正好是有狀態的（溫度、濕度、氣壓）。

觀察者模式是主題+觀察者
——我們可以把WeatherData對象當作主題，把布告板當作觀察者。

——布告板獲取信息，需要向WeatherData注冊。

——每個布告板都有差異，我們就用一個共同的接口。
好了，差不多了，設計圖就可以畫出來了：

public interface Subject{
      public void registerObserver(Observer o);//注冊觀察者
      public void removeObserver(Observer o);//刪除觀察者
      public void notifyObserver();//主題改變時，這個方法會被調用，通知所有的觀察者
}

public interface Observer{
      public void update(float temp, float humidity, float pressure);//觀察者用于更新數據
}

public interface DisplayElement{
      public   void display();//布告板需要顯示時，調用此方法
}

小探討：

你可能會有其他想法用來實現這個問題，可能你會覺得你的方法比這個簡單，代碼很短，但是在你需要對這個氣象應用進行擴展的時候，比如添加新的布告板，添加新的功能，你用接口的話就不需要修改很多的代碼，直接寫你要添加的布告板就可以了，不需要做過多的修改，有很好的封裝性。
你可以自己寫下試試，比較一下。

接口寫好了，下面就實現我們的氣象站
代碼：

public class WeatherData implements Subject{
      private ArrayList observer;//我們用ArrayList數組來記錄觀察者
      private float temperature;
      private float humidity;
      private float pressure;

      public WeatherData(){
            observers=new ArrayList();
      }//在構造器中建立ArrayList

      public void registerObserver(Observer o){
            observers.add(o);
      }//注冊觀察者，直接加到ArrayList的后面就行了
      
      public void removeObserver(Observer o){
            int i = observers.indexOf(o);            if(i >= 0){
                  observers.remove(i);
            }
      }//跟注冊類似，取消觀察者，直接把他從ArrayList中刪除

      public void notifyObservers(){
            for(int i = 0; i < observers.size(); i++){
                  Observer observer=(Observer)observers.get(i);
                  Observer.update(temprature, humidity, pressure);
            }
      }//我們把狀態告訴每一個觀察者，通過updata()通知他們

      public void measurementsChanged(){
            notifyObservers();
      }//當從氣象站得到更新觀測值時，我們通知觀察者

      public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){
            this.temperature = temprature;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            measurementsChanged();
      }
//WeatherData的其他方法
}

ArrayList的相關：

https://www.cnblogs.com/rickie/articles/67978.html

上面的WeatherData類已經寫好了，下面就該布告板了，三個布告板：目前狀況布告板、氣象統計布告板和天氣預報布告板（由于三個布告板基本差不多，所以這里就只寫目前狀況布告板）
代碼：

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer,DisplayElement{
      private float temperature;
      private float humidity;
      private Subject weatherData;

      public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData){
            this.weatherData = weatherData;
            weatherData.registerObserver(this);
      }//構造器，用weatherData對象作為注冊來用

      public void update(float temperature, float humidity, flaot pressure){
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            display();
      }

      public void display(){
            System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degress and " + humidity + "% humidity");
      }//把最近的溫度和濕度顯示出來
}

以上代碼并不是最好的，大家可以思考一下，嘗試不同的方法！

接下來就剩把這些連接起來的測試程序了，Let's go！
代碼：
（這里也只寫了目前狀況布告板）

public class WeatherStation{
      public static void main(String[] args){
            WeatherData weatherData = new WeatherData();//建立WeatherData對象
            CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);//建立布告板，傳入WeatherData對象
            weatherData.setMeasurements(80,65,30.4f);
            weatherData.setMeasurements(82,70,29.2f);
            weatherData.setMeasurements(78,90,29.2f);這三組數據是我瞎寫的
    }
}

請自行運行程序測試吧！
終于歐克了啊，觀察者模式不過如此嘛！哈哈哈！

本來到這里是應該大結局的，可是Java實力太強，他不允許?。?/p>

六、擴展內容

Java內置的觀察者模式：

——Java API 內置的
——java.util包內有Observer接口與Observable類，這跟我們的Subject接口與Observer接口是類似
——使用賊方便，許多功Java API都給你準備好了
下面我們先了解一下java.util.Observer和java.util.Observable，下面的圖是修改后的氣象站00設計：

Java內置的觀察者模式的運作

其實跟我們在氣象站中的實現差不多，就是WeatherData（我們的主題）不太一樣，現在這個是擴展自Observable類，諸如增加、刪除、通知觀察者的方法都繼承到了，直接調用就行了。
用法：
——先介紹一下我們會用到的內置方法：
setChanged()方法：標記狀態已經改變的事實；
notifyObservers()方法：數據更新時通知觀察者（或者nitifyObservers(Object arg)方法；
update(Observable o,Object arg)方法：這個就是觀察者更新數據的方法；

在實現代碼之前，先說一下這個setChanged()方法，因為之前咱沒有標記狀態改變這個步驟，所以這里講一下用它的原因。
看一下下面的代碼你就懂了：

setChanged(){
      changed = true;
}

notifyObservers(Object arg){
      if(changed){
            for ever observer on the list{
                  call update(this,arg)
            }
            changed = false;//通知觀察者之后，把changed標為false
      }
}//這里只會在setChanged()中的changed標為“true”時才會通知觀察者

notifyObservers(){
      notifyObservers(null);
}

你可能會問：

這樣做有神馬必要呢？

我來告訴你：
我們用setChanged()方法可以在更新觀察者是，有更多的彈性，可以更適當地通知觀察者。還是打個比方發吧，如果我們不用setChanged()方法，我們的氣象站測量還非常靈敏，以致于溫度計讀數每 1/10 就會更新，這樣就會造成WeatherData對象不斷地通知觀察者，你想這樣嗎？是不是太煩人了？如果我們用setChanged()方法，我們就可以自行設置，比如我們想要在半度以上才更新，我們就可以在溫度度差到達半度時，調用setChanged()方法，進行有效的更新（現在主動權就掌握在我們手中了，說讓他啥時候通知就啥時候通知，真好?。?/p>

ok，接下來我們就利用Java內置的支持

重做氣象站：

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

public class WeatherData extends Observable{   //看好啊，我們現在正在**繼承**Observable
      private float temperature;
      private float humidity;
      private float pressure;

      public WeatherData(){ }//構造器不需要為了記住觀察者而建立ArrayList了

      public void measurementsChanged(){
            setChanged();//這里，在調用notifyObservers()之前，先調用setChanged()來指示狀態已經改變
            notifyObservers();
      }

      public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure){
            this.temperature = temperature;
            this.humidity = humidity;
            this.pressure = pressure;
            measurementsChanged();
      }

      public float getTemperature(){
            return temperature;
      }
      public float getHumidity(){
            return humidity;
      }
      public float getPressure(){
            return pressure;
      }
//用上面這三個方法取得WeatherData對象的狀態
}

重做目前狀況布告板：

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement{  //我們這里正在實現java.util.Observer接口
      Observable observable;
      private float temperature;
      private float humidity;

      public CurrentConditionsDisplay(Observable observable){ //構造器需要Observable當參數，并將CurrentConditionsDisplay對象登記成為觀察者
            this.observable = observable;
            observable.addObserver(this);
      }
      
      public void update(Observable obs, Object arg){  //改變update()方法，增加Observable和數據對象作為參數
            if(obs instanceof WeatherData){   //這里的instanceof的作用是：確定可觀察者(主題)屬于WeatherData類型
                  WeatherData weatherData = (WeatherData)obs;
                  this.temperature = weatherData.getTemperature();
                  this.humidity = weatherData.getHumidity();
                  display();
            }
      }

      public void display(){
            System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degress and " + humidity + "% humidity");
      }
}

這里是對instanceof的介紹：

https://www.cnblogs.com/zjxynq/p/5882756.html
來看一下運行結果吧：

通過看這個運行結果，我們能看出啥呢？

emmm...他這個輸出次序好像有點亂啊，本來的次序是：目前狀況—>氣象統計—>天氣預報；

那現在咋成這樣了呢？思考一下，我們繼續

不要依賴于觀察者被通知的次序

java.util.Observable實現了他的notifyObservers()方法，這導致了通知者的次序不同于我們先前的次序。誰都沒錯，只是雙方選擇不同的方式罷了。

但是，我們的依賴這樣的次序來寫，就是錯的！這樣一來，只要觀察者的實現有所變化，通知次序就會改變，很有可能就會產生錯誤的結果。所以這就不可能是我們所要的松耦合（違背了初心?。。?/p>

下面就來看一下原因吧！

除了這個內置的觀察者模式，下面還有一些擴展，繼續看下去吧
Come on?。?！

觀察者與Swing

其實觀察者模式還是比較厲害的，不僅是在java.util中可以見到，而且在JavaBeans和Swing中，也都有觀察者模式。
——JavaBeans中的觀察者模式的話，可以直接查一下PropertyChangeListener接口。
——Swing中的，我們就用例子來說一下：

一個小的、改變生活的程序

程序非常簡單，有一個按鈕，上面寫著“Should I do it ？”（我該做嗎？）。當你按下按鈕，傾聽者（觀察者）就回答問題。我們這里就實現兩個傾聽者吧，一個天使（AngelListener），一個惡魔（DevilListener）。
提示：我們這里用的是Swing API：JButton。
這個程序代碼很短，就建立一個JButton對象，把他加到JFrame，然后設置好傾聽者（觀察者）就可以了。我們這里打算用內部類作為傾聽者。
代碼：

public class SwingObserverExample{
      JFrame frame;
      
      public static void main(String[] args){
            SwingObserverExample example = new SwingObserverExample();
            example.go();
      }
      public void go(){
            frame = new JFrame();
            JButton button = new JButton("Should I do it ?");
            button.addActionListener(new AngelListener());
            button.addActionListener(new DevilListener());
            frame.getContentPane().add(BorderLayout.CENTER, button);//在這里設置frame的屬性
      }

      class AngelListener implements ActionListener{
            public void actionPerformed(ActionEvent event){
                  System.out.println("Don't do it, you might regret it !");
            }
      }//天使傾聽者（觀察者）

      class DevilListener implements ActionListener{
            public void actionPreformed("Come on, do it !");
            }//這里的actionPerformed()對應之前的update()
      }//惡魔傾聽者（觀察者）
}

最后一個板塊：

七、總結

工具

——00原則：

• 封裝變化；
• 多用組合，少用繼承；
• 針對接口編程，不針對實現編程；
• 為交互對象之間的松耦合設計而努力。

要點

• 觀察者模式定義了對象之間一對多的關系；

• 可觀察者(主題)用一個共同的接口來更新觀察者；

• 觀察者和可觀察者(主題)之間用松耦合方式結合，可觀察者不知道觀察者的細節，只知道觀察者實現了觀察者接口；

• 有多個觀察者時，不可以依賴特定的通知次序；

• Java有多種觀察者模式的實現，包括了通用的java.util.Observable；

• 可以嘗試實現自己的Observable；

• Swing大量使用觀察者模式，許多GUI框架也是如此；

• 此模式也被應用在很多地方，例如：JavaBeans、RMI
  這次的觀察者模式算是真正的講完了，寫的不咋樣，大家湊合著看吧，有不懂的可以評論或者私聊！
  關于代碼中的命名問題，這里推薦大家看一下《阿里Java開發手冊》
  (提取碼：aviz)

  *本文圖片例子來源于《Head First 設計模式》*