利用 Observer 模式實現組件鬆耦合通信

問題背景：組件間通信的困境

GUI 開發中常需讓獨立組件（如左側樹、右側列表）互通消息。硬編碼引用導致高耦合；輪詢線程浪費資源。Observer 模式提供標準化解決方案。

Observer 模式核心

定義一對多依賴：Subject（被觀察者）狀態變更時，自動通知所有註冊的 Observer（觀察者）。結構包含：

• Subject：註冊/註銷 Observer，發送通知。
• Observer：定義 update() 響應變更。
• ConcreteSubject/ConcreteObserver：具體實現。

此模式是 MVC 架構解耦數據（Model）與視圖（View）的基石。

Java 內置支持：java.util.Observer / Observable

JDK 1.0 即提供標準 API：

• Observer 接口：update(Observable o, Object arg)
• Observable 類：addObserver()、setChanged()、notifyObservers() 等

注意：Observable 是類而非接口，Java 單繼承限制下常用組合模式（內部持有 Observable 實例）。

實戰案例：圖片瀏覽器

架構設計

• LeftPanel（Subject）：包含 JTree，組合 Sensor extends Observable。節點選擇時調用 sensor.setData(file) 並 notifyObservers()。
• RightPanel（Observer）：實現 Observer，update() 中從 Sensor 獲取文件名並加載圖片重繪。
• MainFrame：組裝雙方，new LeftPanel(rightPanel) 完成註冊。

關鍵代碼片段

// LeftPanel 構造函數
public LeftPanel(Observer observer) {
    sensor = new Sensor();
    sensor.addObserver(observer);
    tree.addTreeSelectionListener(e -> {
        // ... 確定文件名 ...
        sensor.setData(file); // 觸發 setChanged()
        sensor.notifyObservers();
    });
}

// Sensor 內部類
class Sensor extends Observable {
    private Object data;
    public void setData(Object d) { data = d; setChanged(); }
    public Object getData() { return data; }
}

// RightPanel 實現 update
public void update(Observable o, Object arg) {
    String file = ((Sensor)o).getData();
    // 加載圖片、repaint()
}

優勢總結

• 鬆耦合：Subject 無需知曉 Observer 具體類，僅依賴接口。
• 擴展性：可動態增減 Observer，無需修改 Subject。
• 資源友好：事件驅動替代輪詢，零 CPU 空轉。
• 標準化：利用 JDK 內置 API，無第三方依賴。

避坑指南

• Observable 非線程安全，多線程環境需自行同步或改用 PropertyChangeListener 等替代方案。
• 通知順序不保證；若 Observer 處理耗時，考慮異步分發。
• Java 9 起 Observer/Observable 標記 deprecated，新項目建議採用 java.beans 或 Reactive Streams 體系。