观察者模式vs发布订阅模式

2022-07-11

观察者模式vs发布订阅模式

观察者模式

所谓观察者模式，其实就是为了实现**松耦合 (loosely coupled)**。

用《Head First 设计模式》里的气象站为例子，每当气象测量数据有更新，changed() 方法就会被调用，于是我们可以在 changed() 方法里面，更新气象仪器上的数据，比如温度、气压等等。

但是这样写有个问题，就是如果以后我们想在 changed() 方法被调用时，更新更多的信息，比如说湿度，那就要去修改 changed() 方法的代码，这就是紧耦合的坏处。

怎么解决呢？使用观察者模式，面向接口编程，实现松耦合。

观察者模式里面，changed() 方法所在的实例对象，就是被观察者（Subject，或者叫 Observable），它只需维护一套观察者（Observer）的集合，这些 Observer 实现相同的接口，Subject 只需要知道，通知 Observer 时，需要调用哪个统一方法就好了：

实现

观察者模式使用三个类 Subject、Observer 和 Client。Subject 对象带有绑定观察者到 Client 对象和从 Client 对象解绑观察者的方法。我们创建 Subject 类、Observer 抽象类和扩展了抽象类 Observer 的实体类。

ObserverPatternDemo，我们的演示类使用 Subject 和实体类对象来演示观察者模式。

步骤 1

创建 Subject 类。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Subject {
   
   private List<Observer> observers 
      = new ArrayList<Observer>();
      
   private int state;
 
   public int getState() {
      return state;
   }
 
   public void setState(int state) {
      this.state = state;
      notifyAllObservers();
   }
 
   public void attach(Observer observer){
      observers.add(observer);      
   }
 
   public void notifyAllObservers(){
      for (Observer observer : observers) {
         observer.update();
      }
   }  
}

步骤 2

创建 Observer 类。

public abstract class Observer {
   protected Subject subject;
   public abstract void update();
}

步骤 3

创建实体观察者类。

public class BinaryObserver extends Observer{
 
   public BinaryObserver(Subject subject){
      this.subject = subject;
      this.subject.attach(this);
   }
 
   @Override
   public void update() {
      System.out.println( "Binary String: " 
      + Integer.toBinaryString( subject.getState() ) ); 
   }
}

public class OctalObserver extends Observer{
 
   public OctalObserver(Subject subject){
      this.subject = subject;
      this.subject.attach(this);
   }
 
   @Override
   public void update() {
     System.out.println( "Octal String: " 
     + Integer.toOctalString( subject.getState() ) ); 
   }
}

public class HexaObserver extends Observer{
 
   public HexaObserver(Subject subject){
      this.subject = subject;
      this.subject.attach(this);
   }
 
   @Override
   public void update() {
      System.out.println( "Hex String: " 
      + Integer.toHexString( subject.getState() ).toUpperCase() ); 
   }
}

步骤 4

使用 Subject 和实体观察者对象。

public class ObserverPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Subject subject = new Subject();
 
      new HexaObserver(subject);
      new OctalObserver(subject);
      new BinaryObserver(subject);
 
      System.out.println("First state change: 15");   
      subject.setState(15);
      System.out.println("Second state change: 10");  
      subject.setState(10);
   }
}

步骤 5

执行程序，输出结果：

First state change: 15
Hex String: F
Octal String: 17
Binary String: 1111
Second state change: 10
Hex String: A
Octal String: 12
Binary String: 1010

发布订阅模式

大概很多人都和我一样，觉得发布订阅模式里的 Publisher，就是观察者模式里的 Subject，而 Subscriber，就是 Observer。Publisher 变化时，就主动去通知 Subscriber。

其实并不是。

在发布订阅模式里，发布者，并不会直接通知订阅者，换句话说，发布者和订阅者，彼此互不相识。

互不相识？那他们之间如何交流？

答案是，通过第三者，也就是在消息队列里面，我们常说的经纪人 Broker。

发布者只需告诉 Broker，我要发的消息，topic 是 AAA；

订阅者只需告诉 Broker，我要订阅 topic 是 AAA 的消息；

于是，当 Broker 收到发布者发过来消息，并且 topic 是 AAA 时，就会把消息推送给订阅了 topic 是 AAA 的订阅者。当然也有可能是订阅者自己过来拉取，看具体实现。

区别

也就是说，发布订阅模式里，发布者和订阅者，不是松耦合，而是完全解耦的。

放一张极简的图，给大家对比一下这两个模式的区别：

总结

从表面上看：

观察者模式里，只有两个角色 —— 观察者 + 被观察者
而发布订阅模式里，却不仅仅只有发布者和订阅者两个角色，还有一个经常被我们忽略的 —— 经纪人 Broker

往更深层次讲：

观察者和被观察者，是松耦合的关系
发布者和订阅者，则完全不存在耦合

从使用层面上讲：

观察者模式，多用于单个应用内部
发布订阅模式，则更多的是一种跨应用的模式 (cross-application pattern)，比如我们常用的消息中间件