【原】从头学习设计模式（六）——观察者模式

 

一、引入

　　在系统设计中，我们常常需要设计一种消息通知的模块，从服务器端将消息分发给客户端。这样的功能实现可以有很多不同的方式，今天我们来主要介绍一下设计模式中针对这种情况的一种处理方法，也就是观察者模式。观察者模式又常被叫作发布-订阅模式，如果你曾经向移动公司订过手机报，那就很容易理解了，就是把你的手机号注册到移动的手机报发送大名单里，系统就会定时给你发消息了。观察者模式的实现有很多种不同形式，比较直观的就是今天我们本篇要介绍的 “注册——通知”形式。首先按老规矩，我们先来看一下标准定义。

　　观察者模式（Observer）：定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们可以自动更新自己。

　　这里有几个关键点：

　　1.这是一种一对多的关系

　　2.多个观察者去监听一个对象，观察者是主动的参与的，被监听对象应该不关心有多少个观察者在监听他。

　　3.被监听对象只管发通知，观察者自己去处理收到通知后的处理动作。

　　4.观察者可以主动注册或者撤销注册，这样就将观察者和监听对象隔离开来。

 

 

二、类图

 

从以上类图中我们来总结观察者模式中的几个重要要素：

1.抽象主题：抽象的被观察角色，定义了可以增加或删除观察者的方法。一般用一个抽象类或接口实现。（不是必须的）

2.抽象观察者：抽象的观察者，包含一个Update（）方法，在得到通知时更新自己。

3.具体主题对象：在具体的主题内部发生变化时，向观察者发出通知。

4.具体观察者对象：在收到主题通知时更新自己状态。

 

三、示例代码

 我们来用一个比较简单的"Server——Client"消息推送的例子来认识一下观察者模式的使用过程。

 

 1.首先需要定义一个抽象的客户端接口，服务器只需要和接口打交道。这样遵守了“面向接口编程，而非面向实现编程”的OO原则

    /// <summary>
    /// 客户端抽象接口
    /// </summary>
    public interface IClient
    {
        void Notification(string message);
    }

 2.具体的客户端实现，每个客户端必须实现用于接收通知并显示通知的 Notification()方法

    /// <summary>
    /// 客户端A
    /// </summary>
    public class ClientA : IClient
    {
        //用于显示接收到消息的方法
        public void Notification(string message)
        {
           Console.WriteLine(string.Format("This is Client A. \n New Message Received:{0} ",message));
        }
    }
    /// <summary>
    /// 客户端B
    /// </summary>
    public class ClientB:IClient
    {
        public void Notification(string message)
        {
            Console.WriteLine(string.Format("This is Client B. \n New Message Received:{0}", message));
        }
    }
    /// <summary>
    /// 客户端C
    /// </summary>
    public class ClientC:IClient
    {
        public void Notification(string message)
        {
            Console.WriteLine(string.Format("This is Client C. \n New Message Received:{0}", message));
        }
    }

 3.服务端的实现，运用了委托和事件来处理与客户端的消息发送

    /// <summary>
    /// 服务器
    /// </summary>
    public class Server
    {
        //负责发送消息的委托和事件
        //客户端只要将接收消息的方法绑定在这个事件上就可以得到新消息
        public delegate void SendMessageHandler(string msg);

        public static event SendMessageHandler SendMessageEvent;

        //执行消息发送的方法
        public static void Notify()
        {
            if(SendMessageEvent!=null)
            {
                SendMessageEvent(Message);
            }
        }

        public static string Message;
    }

 4. 调用示例，服务器向所有客户端发送消息通知。

        static void Main(string[] args)
        {
            //将需要发送通知的客户端集中放到一个列表中管理
            IList<IClient> ClientList=new List<IClient>();
            ClientList.Add(new ClientA());
            ClientList.Add(new ClientB());
            ClientList.Add(new ClientC());
            //将所有客户端的接收消息方法注册到服务器的发送事件上
            foreach (var client in ClientList)
            {
                Server.SendMessageEvent += client.Notification;
            }
            //定义服务器要发送的消息内容
            Server.Message = "You got a message from Server!";
            //开始执行发送
            Server.Notify();
            Console.ReadKey();

        }

 5.运行结果

 

同样，客户端也可以撤销消息的通知事件，我们把调用方法稍作修改，如下

 

        static void Main(string[] args)
        {
            //创建三个客户端对象
            ClientA clientA=new ClientA();
            ClientB clientB=new ClientB();
            ClientC clientC=new ClientC();
            
            //分别为每个客户端注册消息事件
            Server.SendMessageEvent += clientA.Notification;
            Server.SendMessageEvent += clientB.Notification;
            Server.SendMessageEvent += clientC.Notification;

            Server.Message = "You got a message from Server!";
            Server.Notify();

            //客户端C取消接收消息通知
            Console.WriteLine("---------------------- Client C Ignore The Message ---------------------------");
            Server.SendMessageEvent -= clientC.Notification;

            Server.Message = "Client C has gone.";
            Server.Notify();

            Console.ReadKey();

        }

 

运行结果：

取消注册后，Client C 就再也收不到消息通知了。

 

四、总结

 

观察者模式实现了抽象与具体的分离，定义了稳定的更新消息传递机制，使类之间各自维护自己的功能，提高系统的可重用性和可维护性。

优点：

1.观察者与被观察者之间建立一个抽象的耦合关系，被观察者（主题角色）并不知道和关心每个一具体的观察者，它只要关心一个共同的观察者接口。

2.观察者模式支持广播通信。

 

缺点：

如果有很多观察者同时监听一个主题角色对象，主题角色要花费很多时间去通知每个观察者。可以考虑用多线程的方式去投递通知。