设计模式之美：Observer（观察者）

索引

• 意图
• 结构
• 参与者
• 适用性
• 效果
• 相关模式
• 实现
  • 实现方式（一）：Observer 模式结构样式代码。

别名

• Dependency
• Publish-Subscribe

意图

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

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

结构

参与者

Subject

• Subject 知道它的 Observer。可以有任意多个 Observer 观察同一个 Subject。
• 提供注册和删除 Observer 的接口。

Observer

• 为那些在 Subject 发生改变时需要获得通知的对象定义一个 Update 接口。

ConcreteSubject

• 将有关状态存储各个 ConcreteObserver 对象。
• 当它的状态发生改变时，想它的各个 Observer 发出通知。

ConcreteObserver

• 维护一个指向 ConcreteSubject 对象的引用。
• 存储有关状态，这些状态应该与 ConcreteSubject 的状态保持一致。
• 实现 Observer 的更新接口以使自身状态与 ConcreteSubject 状态保持一致。

适用性

在以下情况下可以使用 Observer 模式：

• 当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面。将这二者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立地改变和复用。
• 当对一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象有待改变。
• 当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象时谁。

效果

• 目标与观察者间的抽象耦合。
• 支持广播通信。
• 意外的更新。因为 Observer 并不知道其他 Observer 的存在，所以对改变 Subject 的最终代价一无所知。

相关模式

• 可以使用 Mediator 模式封装复杂的更新语义，充当 Subject 与 Observer 之间的中介者。

实现

下面的交互图描述 Subject 与 Observer 之间的协作:

实现方式（一）：Observer 模式结构样式代码。

推模式（Push Model）：Subject 向 Observer 发送关于改变的详细信息，而不管它们是否需要。

拉模式（Pull Model）：Subject 除最小通知外什么也不推送，由 Observer 显式地向 Subject 询问细节。

namespace ObserverPattern.Implementation1
{
  public abstract class Observer
  {
    public abstract void Update();
  }

  public abstract class Subject
  {
    private List<Observer> _observers = new List<Observer>();

    public void Attach(Observer observer)
    {
      _observers.Add(observer);
    }

    public void Detach(Observer observer)
    {
      _observers.Remove(observer);
    }

    public void Notify()
    {
      foreach (var observer in _observers)
      {
        observer.Update();
      }
    }
  }

  public class ConcreteSubject : Subject
  {
    private string _state;

    public string State
    {
      get
      {
        return _state;
      }
      set
      {
        _state = value;
        Notify();
      }
    }
  }

  public class ConcreteObserver : Observer
  {
    private ConcreteSubject _subject;

    public ConcreteObserver(string name, ConcreteSubject subject)
    {
      Name = name;
      _subject = subject;
    }

    public string Name { get; private set; }

    public override void Update()
    {
      string subjectState = _subject.State;
      Console.WriteLine(Name + ": " + subjectState);
    }
  }

  public class Client
  {
    public void TestCase1()
    {
      var subject = new ConcreteSubject();
      subject.Attach(new ConcreteObserver("Observer 1", subject));
      subject.Attach(new ConcreteObserver("Observer 2", subject));
      subject.Attach(new ConcreteObserver("Observer 3", subject));

      subject.State = "Hello World";
    }
  }
}

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