深入浅出谈观察者模式与发布订阅模式异同，帮你彻底厘清两者的微妙关系

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2023-09-26 04:37:35

观察者模式与发布订阅模式：剪不断理还乱的关系

理解设计模式的精髓

在软件开发领域，设计模式是经过验证的解决方案，可帮助我们应对常见的编程挑战。观察者模式和发布订阅模式就是两大设计模式，它们都涉及对象之间的通信和交互。

观察者模式：一呼百应

观察者模式是一种一对多的依赖关系，其中一个主题对象可以被多个观察者对象同时监听。当主题对象的状态发生变化时，它会主动通知所有观察者对象，让它们及时做出响应。

优点：

松耦合：观察者模式将主题对象和观察者对象解耦，使其可以独立变更。
动态扩展：我们可以灵活地添加或移除观察者，使系统更具扩展性。

缺点：

性能瓶颈：当主题对象状态变化频繁时，它需要通知所有观察者，可能导致性能问题。
代码维护：在多个观察者对象中实现相同逻辑可能会带来维护上的挑战。

发布订阅模式：异步沟通

发布订阅模式是一种消息传递模式，它允许发布者对象向订阅者对象发送消息。订阅者对象可以根据自己的需要选择订阅感兴趣的主题，以便在这些主题的消息发布时收到通知。

优点：

完全解耦：发布订阅模式使发布者对象和订阅者对象完全解耦，它们可以完全独立地变更。
动态订阅：订阅者可以动态地添加或移除订阅，提升系统的灵活性。

缺点：

性能挑战：当发布者对象发布消息时，它需要向所有订阅者对象发送消息，可能会影响性能。
代码维护：在多个发布者对象和订阅者对象中实现相同逻辑也会增加维护难度。

观察者模式 vs. 发布订阅模式：异同对比

异同点：

两者都是设计模式，涉及对象之间的通信和交互。
都支持松耦合和动态扩展。
都可能存在性能和代码维护方面的挑战。

不同点：

观察者模式是一对多的依赖关系，而发布订阅模式是一种一对多的消息传递模式。
观察者模式中，主题对象主动通知观察者，而发布订阅模式中，发布者对象仅需发布消息，无需主动通知订阅者。
观察者模式中的观察者只能订阅一个主题，而发布订阅模式中的订阅者可以订阅多个主题。

选择合适的设计模式

观察者模式和发布订阅模式各有优缺点，选择合适的模式取决于具体需求。

观察者模式 适用于需要在多个对象之间进行频繁通信和交互的场景，如 GUI 事件处理和状态更新。
发布订阅模式 适用于需要在多个对象之间进行异步通信和交互的场景，如事件通知和日志记录。

代码示例

观察者模式：

class Subject {
  private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
  private int state;

  public void setState(int state) {
    this.state = state;
    notifyObservers();
  }

  public void attach(Observer observer) {
    observers.add(observer);
  }

  public void detach(Observer observer) {
    observers.remove(observer);
  }

  public void notifyObservers() {
    for (Observer observer : observers) {
      observer.update();
    }
  }
}

interface Observer {
  void update();
}

class ConcreteObserver implements Observer {
  private Subject subject;

  public ConcreteObserver(Subject subject) {
    this.subject = subject;
    subject.attach(this);
  }

  @Override
  public void update() {
    System.out.println("State changed to: " + subject.getState());
  }
}

// Usage
Subject subject = new Subject();
Observer observer = new ConcreteObserver(subject);
subject.setState(1); // Notify observer about the state change

发布订阅模式：

class Publisher {
  private List<Subscriber> subscribers = new ArrayList<>();

  public void publish(Message message) {
    for (Subscriber subscriber : subscribers) {
      subscriber.receive(message);
    }
  }

  public void subscribe(Subscriber subscriber) {
    subscribers.add(subscriber);
  }

  public void unsubscribe(Subscriber subscriber) {
    subscribers.remove(subscriber);
  }
}

interface Subscriber {
  void receive(Message message);
}

class ConcreteSubscriber implements Subscriber {
  public ConcreteSubscriber() {
    Publisher publisher = new Publisher();
    publisher.subscribe(this);
  }

  @Override
  public void receive(Message message) {
    System.out.println("Received message: " + message.getContent());
  }
}

// Usage
Publisher publisher = new Publisher();
Subscriber subscriber = new ConcreteSubscriber();
publisher.publish(new Message("Hello world!"));