1、简介

1.1、概述

在软件系统中，有些对象之间也存在类似交通信号灯和汽车之间的关系。一个对象的状态或行为的变化将导致其他对象的状态或行为也发生改变，它们之间将产生联动，正所谓“触一而牵百发”。为了更好地描述对象之间存在的这种一对多（包括一对一）的联动，观察者模式应运而生。它定义了对象之间一对多的依赖关系，让一个对象的改变能够影响其他对象。

观察者模式是使用频率最高的设计模式之一，用于建立对象与对象之间的依赖关系。一个对象发生改变时将自动通知其他对象，其他对象将相应做出反应。在观察者模式中，发生改变的对象称为观察目标，而被通知的对象称为观察者。一个观察目标可以对应多个观察者，而且这些观察者之间可以没有任何相互联系，可以根据需要增加和删除观察者，使得系统更易于扩展。

1.2、定义

观察者模式（Observer Pattern）：定义对象之间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。观察者模式的别名包括发布-订阅（Publish/Subscribe）模式、模型-视图（Model/View）模式、源-监听器（Source/Listener）模式或从属者（Dependents）模式。观察者模式是一种对象行为型模式。

2、解析

2.1、UML类图

观察者模式结构中通常包括观察目标和观察者两个继承层次结构，其结构如下图所示：

可以看出，在观察者模式结构图中包含以下4个角色：

1. Subject（目标）：目标又称为主题，它是指被观察的对象。在目标中定义了一个观察者集合，一个观察目标可以接受任意数量的观察者来观察，它提供一系列方法来增加和删除观察者对象，同时定义了通知方法notify（）。目标类可以是接口，也可以是抽象类或具体类。
2. ConcreteSubject（具体目标）：具体目标是目标类的子类，通常包含有经常发生改变的数据。当它的状态发生改变时，向其各个观察者发出通知。同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有）。如果无须扩展目标类，则具体目标类可以省略。
3. Observer（观察者）：观察者将对观察目标的改变做出反应。观察者一般定义为接口，该接口声明了更新数据的方法update（），因此又称为抽象观察者。
4. ConcreteObserver（具体观察者）：在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用，它存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致。它实现了在抽象观察者Observer中声明的update（）方法。通常在实现时，可以调用具体目标类的attach（）方法将自己添加到目标类的集合中或通过detach（）方法将自己从目标类的集合中删除。

2.2、代码示例

观察者模式描述了如何建立对象与对象之间的依赖关系，以及如何构造满足这种需求的系统。观察者模式包含观察目标和观察者两类对象。一个目标可以有任意数目的与之相依赖的观察者，一旦观察目标的状态发生改变，所有的观察者都将得到通知。作为对这个通知的响应，每个观察者都将监视观察目标的状态以使其状态与目标状态同步，这种交互也称为发布-订阅（Publish-Subscribe）。观察目标是通知的发布者，它发出通知时并不需要知道谁是它的观察者，可以有任意数目的观察者订阅它并接收通知。

下面通过示意代码来对该模式进行进一步分析。首先定义一个抽象目标Subject，典型代码如下：