Java 觀察者模式實戰：鬆耦合事件通知機制，內置 Observable 與自定義實現

觀察者模式定義對象間一對多依賴，當主題狀態改變時自動通知所有觀察者。本文展示自定義實現（推薦）與 JDK 內置 Observable/Observer（已棄用）兩種方式，並解析 Servlet Filter、消息隊列中的實戰應用。

自定義實現（推薦）

// 觀察者介面
interface Observer {
    void update(Subject subject);
}

// 主題（被觀察者）抽象類
abstract class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    public void addObserver(Observer o) { observers.add(o); }
    public void removeObserver(Observer o) { observers.remove(o); }
    protected void notifyAllObservers() {
        for (Observer o : observers) o.update(this);
    }
}

// 具體主題：新聞廣播
class NewsSubject extends Subject {
    private String news;
    public void setNews(String news) {
        this.news = news;
        System.out.println("廣播發布新聞：" + news);
        notifyAllObservers();
    }
    public String getNews() { return news; }
}

// 具體觀察者：訂閱用戶
class UserObserver implements Observer {
    private String name;
    public UserObserver(String name) { this.name = name; }
    public void update(Subject subject) {
        String news = ((NewsSubject)subject).getNews();
        System.out.println(name + " 收到新聞：" + news + " → 做出反應");
    }
}

// 客戶端
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        NewsSubject subject = new NewsSubject();
        subject.addObserver(new UserObserver("用戶A"));
        subject.addObserver(new UserObserver("用戶B"));
        subject.addObserver(new UserObserver("用戶C"));
        subject.setNews("今日天氣晴朗");
    }
}

/* 輸出：
廣播發布新聞：今日天氣晴朗
用戶A 收到新聞：今日天氣晴朗 → 做出反應
用戶B 收到新聞：今日天氣晴朗 → 做出反應
用戶C 收到新聞：今日天氣晴朗 → 做出反應
*/

JDK 內置實現（Java 9 標記棄用）

// 繼承 java.util.Observable
class JdkNews extends Observable {
    public void setNews(String news) {
        setChanged();        // 必須調用，標記狀態已變
        notifyObservers(news); // 推模式：直接傳遞數據
    }
}

// 實現 java.util.Observer
class JdkUser implements Observer {
    public void update(Observable o, Object arg) {
        System.out.println("JDK觀察者收到：" + arg);
    }
}

// 使用
JdkNews news = new JdkNews();
news.addObserver(new JdkUser());
news.setNews("JDK 內置觀察者");

棄用原因：Observable 是類而非介面，限制復用；notifyObservers 同步阻塞；無線程安全保證。建議自定義或使用事件總線。

企業級應用場景

• Servlet Filter 鏈：FilterChain.doFilter 類似通知下一個觀察者
• 分布式消息隊列：Kafka/RocketMQ Consumer Group 即觀察者集合
• Spring 事件機制：ApplicationEventPublisher + @EventListener
• GUI 事件監聽：按鈕點擊、鼠標移動
• 模型視圖分離：Model 變更通知 View 更新

進階優化方向

1. 異步通知：ExecutorService 提交通知任務，避免阻塞發布者
2. 事件總線：Guava EventBus / Spring ApplicationEvent 解耦主題與觀察者註冊
3. 弱引用觀察者：防止內存洩漏（WeakReference<Observer>）
4. 過濾通知：觀察者註冊時聲明關注的事件類型，精準推送

觀察者 vs 發布訂閱

觀察者模式是事件驅動架構的基石，掌握其核心與變體，能構建高內聚低耦合的系統。