C# 觀察者模式完整實戰：從介面註冊到 .NET 事件委派的演進

模式本質：鬆耦合的訂閱–通知機制

觀察者模式定義物件間一對多依賴：主題（被觀察者）狀態變更時，自動通知所有觀察者。核心角色：

• Subject（被觀察者）：維護觀察者集合，提供註冊/移除/通知介面。
• Observer（觀察者）：實作通知回呼介面。

基礎實現：介面與容器

public interface IObserver {
    void Notify(object payload);
}
public interface IObservable {
    void Register(IObserver observer);
    void UnRegister(IObserver observer);
}

// 基礎主題實現
public class ObservableBase : IObservable {
    private readonly Hashtable _observers = new Hashtable(); // 鍵值同參考，利用鍵唯一性

    public void Register(IObserver o) => _observers.Add(o, o);
    public void UnRegister(IObserver o) => _observers.Remove(o);

    protected void NotifyObservers(object payload) {
        foreach (IObserver o in _observers.Keys)
            o.Notify(payload);
    }
}

具體業務範例：股價監控

// 被觀察者：股票資料
public class StockData : ObservableBase {
    private decimal _price;
    public decimal Price {
        get => _price;
        set {
            _price = value;
            NotifyObservers(_price); // 狀態變更即時通知
        }
    }
}

// 觀察者：UI 顯示
public class StockDisplay : IObserver {
    public void Notify(object payload) {
        Console.WriteLine($"價格更新：{payload:C}");
    }
}

// 使用
var data = new StockData();
var ui = new StockDisplay();
data.Register(ui);
data.Price = 100.5m;  // UI 自動收到通知
data.UnRegister(ui);  // 停止觀察

.NET 原生優化：事件與委派

C# event + delegate 是觀察者模式的語言級內建實現，省去手工管理集合：

public class StockData {
    // 宣告事件
    public event EventHandler PriceChanged;

    private decimal _price;
    public decimal Price {
        get => _price;
        set {
            if (_price != value) {
                _price = value;
                OnPriceChanged(new PriceChangedEventArgs(value));
            }
        }
    }

    protected virtual void OnPriceChanged(PriceChangedEventArgs e) {
        PriceChanged?.Invoke(this, e); // 安全引發
    }
}

public class PriceChangedEventArgs : EventArgs {
    public decimal NewPrice { get; }
    public PriceChangedEventArgs(decimal price) => NewPrice = price;
}

// 訂閱端
var data = new StockData();
data.PriceChanged += (s, e) => Console.WriteLine($"新價格：{e.NewPrice:C}");
data.Price = 200.0m;

對比優勢

進階主題

• 弱事件模式：避免觀察者被主題強參考導致記憶體洩漏（WeakEventManager）。
• 非同步通知：Task.Run(() => observer.Notify(payload)) 或 INotifyPropertyChanged 數據繫結。
• Reactive Extensions (Rx)：IObservable 將事件流轉為可組合、可查詢的資料流。

總結

觀察者模式是解耦的基石。.NET 開發者應優先使用 event/delegate，僅在特殊需求下手工實作。理解其內部機制，有助於診斷記憶體洩漏、死鎖與效能問題。