定义：
Define a one-to-many dependency between objects so that when one object changes state,all its dependents are notified and updated automatically.（定义对象间一种一对多的依赖关系，使得每 当一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并被自动更新。）
观察者模式通用类图
观察者设计模式的核心思想在于建立对象之间的依赖关系，并实现事件驱动的通知机制。被观察者维护一个观察者列表，当自身状态改变时，遍历该列表，主动调用每个观察者的更新方法，从而实现状态变化的自动传播。同时，观察者可以自由地注册到被观察者或从被观察者中注销，两者之间无需了解对方的具体实现细节，降低了对象之间的耦合度 。
角色：
观察者模式包含以下几个核心角色：
1、抽象主题（Subject）
抽象主题是被观察对象的抽象类或接口，它定义了添加观察者、删除观察者以及通知观察者的抽象方法。同时，它还维护一个观察者对象的列表，用于存储所有注册的观察者。抽象主题是连接被观察者和观察者的桥梁，为具体被观察者提供统一的操作接口。
2、具体主题（ConcreteSubject）
具体主题是抽象主题的具体实现类，它负责实现抽象主题中定义的方法。当具体主题的状态发生改变时，它会调用抽象主题中通知观察者的方法，将状态变化告知所有注册的观察者。具体主题是实际被观察的对象，其状态变化会触发观察者的更新。
3、抽象观察者（Observer）
抽象观察者是观察者的抽象类或接口，它定义了一个更新方法，用于接收被观察者的通知，并在接收到通知后执行相应的操作。抽象观察者为具体观察者提供了统一的接口，使得具体观察者可以以一致的方式与被观察者进行交互。
4、具体观察者（ConcreteObserver）
具体观察者是抽象观察者的具体实现类，它实现了抽象观察者中定义的更新方法。在更新方法中，具体观察者根据接收到的被观察者的状态变化信息，执行具体的更新操作，如更新自身的显示、执行特定的业务逻辑等。具体观察者是实际接收通知并进行响应的对象。
代码示例：
以天气监测系统为例，气象站作为被观察者，用户作为观察者。当气象站监测到天气数据（温度、湿度、风速等）发生变化时，及时通知订阅天气信息的用户。
// 抽象观察者
java
public interface Observer {
void update(float temperature, float humidity, float windSpeed);
}// 具体观察者，用户
java
public class User implements Observer {
private String name;
public User(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void update(float temperature, float humidity, float windSpeed) {
System.out.println(name + " 收到天气更新：温度 " + temperature + "℃，湿度 " + humidity + "%，风速 " + windSpeed + "m/s");
}
}// 抽象主题
java
public interface Subject {
void registerObserver(Observer observer);
void removeObserver(Observer observer);
void notifyObservers();
}// 具体主题，气象站
java
public class WeatherStation implements Subject {
private float temperature;
private float humidity;
private float windSpeed;
private java.util.ArrayList<Observer> observers;
public WeatherStation() {
observers = new java.util.ArrayList<>();
}
@Override
public void registerObserver(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
@Override
public void removeObserver(Observer observer) {
int i = observers.indexOf(observer);
if (i >= 0) {
observers.remove(i);
}
}
@Override
public void notifyObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update(temperature, humidity, windSpeed);
}
}
public void setWeatherData(float temperature, float humidity, float windSpeed) {
this.temperature = temperature;
this.humidity = humidity;
this.windSpeed = windSpeed;
notifyObservers();
}
}// 客户端代码
java
public class ObserverPatternClient {
public static void main(String[] args) {
WeatherStation weatherStation = new WeatherStation();
User user1 = new User("Alice");
User user2 = new User("Bob");
weatherStation.registerObserver(user1);
weatherStation.registerObserver(user2);
weatherStation.setWeatherData(25, 60, 3);
weatherStation.removeObserver(user1);
weatherStation.setWeatherData(28, 55, 4);
}
}优点 ：
**1、实现松耦合：**被观察者和观察者之间通过抽象接口进行交互，彼此无需了解对方的具体实现细节，降低了对象之间的耦合度。当被观察者或观察者的实现发生变化时，不会影响到对方，提高了系统的可维护性和扩展性。
**2、易于扩展：**可以方便地增加新的观察者或被观察者，而无需修改现有代码。新的观察者只需实现抽象观察者接口，然后注册到被观察者中即可接收通知；新的被观察者只需实现抽象主题接口，就能与现有的观察者进行交互。
**3、支持事件驱动编程：**观察者模式符合事件驱动的编程思想，能够实现对象状态变化的自动传播，使得系统能够及时响应各种事件，提高了系统的实时性和交互性。
缺点：
**1、内存泄漏风险：**如果观察者注册后没有正确注销，可能会导致观察者对象无法被垃圾回收，从而造成内存泄漏。特别是在长时间运行的系统中，需要特别注意观察者的生命周期管理。
**2、通知顺序不确定：**在被观察者通知观察者时，由于观察者列表的遍历顺序不确定，可能导致观察者接收到通知的顺序与预期不符。在某些对通知顺序有严格要求的场景中，需要额外处理来确保通知顺序的正确性。
**3、性能问题：**当观察者数量较多时，被观察者通知所有观察者的操作可能会带来一定的性能开销。尤其是在状态变化频繁的情况下，可能会影响系统的整体性能，需要考虑优化通知机制，如采用异步通知等方式。
使用场景：
（一）事件驱动的系统
当系统需要基于事件进行响应时，观察者模式非常适用。例如，图形用户界面（GUI）中的按钮点击事件、鼠标移动事件等，当用户触发这些事件（被观察者状态改变）时，相应的事件处理程序（观察者）会被调用，执行特定的操作 。
（二）消息订阅与发布系统
在消息订阅与发布系统中，消息发布者作为被观察者，消息订阅者作为观察者。订阅者可以根据自己的需求订阅感兴趣的消息主题，当发布者发布新消息时，自动通知所有订阅该主题的订阅者。这种模式在实时通信、新闻推送、邮件通知等场景中广泛应用。
（三）状态监控与预警系统
对于需要实时监控对象状态并在状态发生变化时进行预警的系统，观察者模式是一个很好的选择。例如，服务器监控系统中，当服务器的 CPU 使用率、内存占用率等指标超出阈值（被观察者状态改变）时，及时通知系统管理员（观察者），以便采取相应的措施。
观察者设计模式通过建立对象之间的一对多依赖关系，实现了状态变化的自动传播和对象间的动态联动。它在事件驱动系统、消息订阅与发布系统、状态监控与预警系统等众多领域有着广泛的应用。该模式具有松耦合、易于扩展等显著优点，但也存在内存泄漏风险、通知顺序不确定和性能问题等缺点。在实际开发中，我们应根据具体需求合理运用观察者设计模式，充分发挥其优势，同时注意规避其潜在的问题，从而编写出更加灵活、高效、可维护的代码。希望本文能帮助你深入理解观察者设计模式，并在今后的项目中熟练运用它解决实际问题。