设计模式 --- 观察者模式

观察者模式是一种行为设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

优点：

1.解耦性强：

观察者（订阅者）与主题（发布者）通过抽象接口通信，不直接依赖具体实现,修改主题或观察者的代码时，无需影响对方，提升代码可维护性。

2.动态订阅机制：

观察者可随时注册或注销，运行时灵活调整事件响应,支持热插拔功能，增强系统扩展性。

3.一对多通信高效：

一个主题状态变化可同时通知多个观察者,避免重复调用逻辑，提升事件处理效率。

4.支持事件驱动架构：

通过事件总线（Event Bus）实现全局通信, 简化跨模块通信，适合复杂系统交互。

缺点：

1.性能开销：

高频事件（如每帧更新）或大量观察者时，遍历通知列表耗时(物理引擎的CollisionEvent在百个对象碰撞时，触发千次通知)。

优化 ：

1.使用事件合并（如积累多次位置更新后批量通知）。

2.异步处理（将事件推送到队列，分帧处理）。

2.内存泄漏风险：

观察者未正确注销时，Subject（主题者）持有其引用导致无法回收（Unity中，UI面板销毁前未取消订阅事件）。

优化 ：

使用弱引用（WeakReference）或者使用扩展方法在MonoBehaviour绑定取消事件注册的方法，使其在OnDestroy时调用取消注册方法。

cs 复制代码

public static void UnregisterOnDestroy(this MonoBehaviour obj, Action unsubscribe) {
    obj.gameObject.AddComponent<OnDestroyDispatcher>().OnDestroyEvent += unsubscribe;
}

class OnDestroyDispatcher : MonoBehaviour {
    public event Action OnDestroyEvent;
    void OnDestroy() => OnDestroyEvent?.Invoke();
}

注：弱引用的使用（会加一篇Unity中弱引用的测试使用的文章）。

3.事件顺序不可控：

观察者处理事件的顺序依赖注册顺序，可能导致逻辑错误。

优化：

引入优先级字段，按优先级排序观察者。

4.调试困难：

问题：事件流分散，难以追踪事件触发源头和传递链路。

优化：

添加事件日志：记录每个事件的发布者和订阅者。

说明例子：

1.UML图：

2.实现：

1.实现Subject（主题者）基类：

cs 复制代码

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

        //加入观察者
        public void Attach(Observer theObserver)
        {
            m_Observers.Add(theObserver);
        }

        //删除观察者
        public void Detach(Observer theObserver)
        {
            m_Observers.Remove(theObserver);
        }

        //通知所有观察者
        public void Notify()
        {
            foreach (Observer theObserver in m_Observers)
            {
                theObserver.Update();
            }
        }
    }

2.实现Observer（观察者）基类：

cs 复制代码

    public abstract class Observer
    {
        public abstract void Update();
    }

3.实现具体Subject：

cs 复制代码

    public class ConcreteSubject : Subject
    {
        string m_SubjectState;

        public void SetState(string state)
        {
            this.m_SubjectState = state;
            this.Notify();
        }

        public string GetState()
        {
            return this.m_SubjectState;
        }
    }

4.实现具体Observer:

cs 复制代码

   //实现Observer1
   public class ConcreteObserver1 : Observer
   {

       ConcreteSubject m_Subject = null;

       public ConcreteObserver1(ConcreteSubject theSubject)
       {
           this.m_Subject = theSubject;
       }

       public override void Update()
       {
           Debug.Log("ConcreteObserver1.Update");
           //获取Subject状态
           Debug.Log("ConcreteObserver1 : Subject 当前主题：" + m_Subject.GetState());
       }
   }

   //实现Observer2
   public class ConcreteObserver2 : Observer
   {

       ConcreteSubject m_Subject = null;

       public ConcreteObserver2(ConcreteSubject theSubject)
       {
           this.m_Subject = theSubject;
       }

       public override void Update()
       {
           Debug.Log("ConcreteObserver2.Update");
           //获取Subject状态
           Debug.Log("ConcreteObserver2 : Subject 当前主题：" + m_Subject.GetState());
       }
   }

游戏中使用场景：

1.成就/统计系统：监听关键游戏事件（击杀、死亡、收集）--->玩家击杀Boss后解锁成就。

2.UI更新：将UI元素与游戏数据解耦--->血量变化时自动刷新血条UI。

3.跨系统通信：避免系统间直接引用--->背包系统物品使用后通知技能系统。

4.AI行为触发：基于事件触发的敌人反应---->玩家进入警戒范围触发敌人警报。

5.网络同步：将本地事件广播给其他客户端--->玩家位置同步事件。

总结：

观察者模式的核心价值在于解耦和动态通信，但其性能、内存和调试问题需谨慎处理。

在游戏开发中，观察者模式适用于以下场景：

1.需要松耦合的跨系统通信。

2.需要动态处理大量事件类型。

3.需要支持模块化扩展（如MOD系统）。

参考书籍：

《Hands-On Game Development Patterns with Unity 2019》

《设计模式与游戏完美开发》