【设计模式】行为型-观察者模式

文章目录

• 前言
• 一、概念
• 二、核心结构
• [三、Java 代码实现（订单支付场景）](#三、Java 代码实现（订单支付场景）)
• • [1. 抽象观察者](#1. 抽象观察者)
  • [2. 具体观察者（多个）](#2. 具体观察者（多个）)
  • [3. 抽象主题](#3. 抽象主题)
  • [4. 具体主题（订单）](#4. 具体主题（订单）)
  • [5. 客户端测试](#5. 客户端测试)
• [四、JDK 原生观察者（内置实现）](#四、JDK 原生观察者（内置实现）)
• 五、优缺点
• • 优点
  • 缺点
• 六、应用场景
• [七、观察者模式 VS 外观模式](#七、观察者模式 VS 外观模式)
• 八、总结

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前言

  在业务开发中，我们经常遇到一个对象状态改变，需要自动通知一批对象 的场景：比如订单支付成功后，通知库存扣减、通知物流发货、通知积分增加、通知消息推送。如果用硬编码耦合，代码会高度依赖、难以扩展、违背开闭原则。观察者模式就是专门解决一对多通知、解耦发布与订阅的经典行为型设计模式。

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一、概念

  观察者模式（Observer Pattern） 也叫发布-订阅模式（Publish-Subscribe） ，定义了对象之间一对多 的依赖关系：
当一个对象（主题/被观察者）状态发生改变时，所有依赖它的对象（观察者）都会收到自动通知，并自动更新。

  简单理解：

• 主题（Subject）：发布者，状态一变就通知所有人
• 观察者（Observer）：订阅者，收到通知就执行自己逻辑
• 解耦：发布者只管通知，不管谁订阅；订阅者只管接收，不管谁发布

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二、核心结构

1. Subject（抽象主题）
   提供注册、移除、通知观察者的接口。
2. ConcreteSubject（具体主题）
   维护状态，状态变化时通知所有观察者。
3. Observer（抽象观察者）
   定义收到通知后的更新接口。
4. ConcreteObserver（具体观察者）
   实现更新逻辑，处理自己的业务。

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三、Java 代码实现（订单支付场景）

场景：订单支付成功 → 同时触发：

1. 库存服务扣减库存
2. 积分服务增加积分
3. 消息服务发送推送
4. 物流服务创建物流单

1. 抽象观察者

public interface Observer {
    void update(String orderNo);
}

2. 具体观察者（多个）

// 库存服务
public class StockObserver implements Observer {
    @Override
    public void update(String orderNo) {
        System.out.println("库存服务：订单" + orderNo + "支付成功，扣减库存");
    }
}

// 积分服务
public class PointObserver implements Observer {
    @Override
    public void update(String orderNo) {
        System.out.println("积分服务：订单" + orderNo + "支付成功，增加积分");
    }
}

// 消息服务
public class MessageObserver implements Observer {
    @Override
    public void update(String orderNo) {
        System.out.println("消息服务：订单" + orderNo + "支付成功，发送推送");
    }
}

// 物流服务
public class LogisticsObserver implements Observer {
    @Override
    public void update(String orderNo) {
        System.out.println("物流服务：订单" + orderNo + "支付成功，创建物流单");
    }
}

3. 抽象主题

public interface Subject {
    void addObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers(String orderNo);
}

4. 具体主题（订单）

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class OrderSubject implements Subject {

    private List<Observer> observerList = new ArrayList<>();

    @Override
    public void addObserver(Observer observer) {
        observerList.add(observer);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observerList.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers(String orderNo) {
        for (Observer observer : observerList) {
            observer.update(orderNo);
        }
    }

    // 模拟支付成功
    public void paySuccess(String orderNo) {
        System.out.println("订单【" + orderNo + "】支付成功！");
        System.out.println("========================");
        notifyObservers(orderNo);
    }
}

5. 客户端测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建主题
        OrderSubject orderSubject = new OrderSubject();

        // 添加观察者
        orderSubject.addObserver(new StockObserver());
        orderSubject.addObserver(new PointObserver());
        orderSubject.addObserver(new MessageObserver());
        orderSubject.addObserver(new LogisticsObserver());

        // 支付成功，自动通知
        orderSubject.paySuccess("ORDER_20260327_001");
    }
}

输出结果：

订单【ORDER_20260327_001】支付成功！
========================
库存服务：订单ORDER_20260327_001支付成功，扣减库存
积分服务：订单ORDER_20260327_001支付成功，增加积分
消息服务：订单ORDER_20260327_001支付成功，发送推送
物流服务：订单ORDER_20260327_001支付成功，创建物流单

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四、JDK 原生观察者（内置实现）

Java 已经提供了标准实现：

• Observable（被观察者/主题）
• Observer（观察者）

实际开发中可以直接用，也可以自己实现。

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五、优缺点

优点

1. 解耦发布者与订阅者
   双方只依赖抽象，不依赖具体实现。
2. 符合开闭原则
   新增观察者无需修改主题代码。
3. 支持广播通知
   一次状态变更，自动通知全部订阅者。
4. 动态管理
   可运行时添加/移除观察者。

缺点

1. 观察者太多时，通知效率会下降（可异步优化）。
2. 循环依赖可能导致死循环。
3. 观察者只知道主题变化，不知道变化过程。

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六、应用场景

凡是一个动作触发多个后续流程的场景，都用观察者模式：

1. 订单支付：扣库存、加积分、发消息、创建物流
2. 用户注册：发欢迎短信、初始化账户、开通权益
3. 商品上架：推送订阅用户、同步搜索索引
4. 配置变更：实时刷新所有服务配置
5. GUI 事件：按钮点击、鼠标移动、键盘输入
6. 消息队列、事件总线：本质都是观察者模式

经典框架应用：

• Spring Event
• Spring ApplicationListener
• RabbitMQ / RocketMQ 发布订阅
• Guava EventBus
• Java GUI AWT/Swing 事件

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七、观察者模式 VS 外观模式

• 观察者 ：一对多，事件驱动、自动通知
• 外观 ：一对多，统一入口、封装流程

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八、总结

1. 观察者模式 = 发布-订阅 = 一对多通知
2. 核心：解耦、自动通知、易于扩展
3. 结构：主题 + 观察者
4. 业务中最常用场景：订单、支付、注册、消息、物流、事件
5. 是事件驱动、异步化、解耦架构的基础设计模式