設計模式精講：觀察者模式——構建響應式系統的發布-訂閱基石

觀察者模式定義對象間一對多依賴，當主題狀態改變時，所有依賴者自動收到通知並更新。它是事件驅動架構、MVC 模式、響應式編程的核心基石。

一、 四大角色與通知流程

• 抽象主題：管理觀察者集合，提供 attach/detach/notify。
• 具體主題：業務邏輯載體，狀態變更時調用 notify()。
• 抽象觀察者：聲明 update() 接口。
• 具體觀察者：實現具體響應邏輯。

二、 代碼實現與線程安全

abstract class Subject {
    private List<Observer> observers = new CopyOnWriteArrayList<>(); // 線程安全
    public void attach(Observer o) { observers.add(o); }
    public void detach(Observer o) { observers.remove(o); }
    protected void notifyObservers() { observers.forEach(Observer::update); }
    public abstract void doBusiness();
}

class ConcreteSubject extends Subject {
    private String state;
    public void setState(String s) { state = s; doBusiness(); }
    public void doBusiness() { System.out.println("State changed: " + state); notifyObservers(); }
}

interface Observer { void update(); }

class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;
    public ConcreteObserver(String name) { this.name = name; }
    public void update() { System.out.println(name + " received update"); }
}

使用 CopyOnWriteArrayList 避免并發修改異常，適合多線程環境。

三、 推/拉模型與 JDK 內建支援

• 推模型：notify(data) 直接傳遞數據，觀察者被動接收。
• 拉模型：notify() 僅通知，觀察者主動從主題拉取所需數據，耦合度更低。
• JDK 支援：java.util.Observable（已棄用）+ Observer 接口；現代開發推薦 PropertyChangeListener、Guava EventBus、RxJava、Spring ApplicationEvent。

四、 優缺點與工程陷阱

五、 總結

觀察者模式是構建鬆耦合、可擴展系統的基石。實戰中需關注：通知同步/異步選擇、異常隔離、防循環依賴、內存洩漏（及時 detach）、大規模場景引入專業事件總線。