观察者模式和发布订阅模式

article/2025/10/27 1:19:55

一、概念

观察者(Observer)，又称发布-订阅（Publish-Subscrice），属于23中设计模式之一。 发布订阅模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个订阅者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在自身状态变化时，会通知所有订阅者对象，使它们能够自动更新自己的状态。

二、应用场景

以租房为例，小明到中介租房，但是合适的房源已经没有了，所以小明就会留下自己的联系方式给中介，一旦有合适的房源，中介就会通知小明。而中介对接向小明一样需求的客户有很多个，中介会通知他对接的所有顾客，这就是一个发布订阅的案例。其中小明就是订阅者，中介就是发布者，小明在中介里进行订阅之后，中介在找到符合房源后会进行发布，让订阅者收到消息。
类似这种就是发布订阅的案例，生活中的公众号、博客关注博主等等都是发布订阅的应用。

三、观察者模式和发布订阅模式的关系与区别

1、观察者设计模式:

观察者模式： 定义对象间一种一对多的依赖关系，使得当每一个对象改变状态，则所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。
观察者模式的别名包括发布-订阅模式、模型-视图等。
细究的话，发布订阅和观察者有些不同，可以理解成发布订阅模式属于广义上的观察者模式。
发布-订阅设计模式

2、发布订阅模式

在发布-订阅模式，消息的发送方，叫做发布者（publishers），消息不会直接发送给特定的接收者，叫做订阅者。
意思就是发布者和订阅者不知道对方的存在。需要一个第三方组件，叫做订阅中心，它将订阅者和发布者串联起来，它过滤和分配所有输入的消息。换句话说，发布-订阅模式用来处理不同系统组件的信息交流，即使这些组件不知道对方的存在。

所以观察者模式和发布订阅者模式其实是大同小异，原理都是一样的，区别就在于有没有订阅中心。在GOF23中设计模式中是只有观察者模式，发布订阅模式是不存在的。有些人认为观察者和发布订阅是同一种模式，而有些人认为这是两种设计模式，关键看你怎么理解。
在这里插入图片描述

四、代码实现

1、有订阅中心

订阅者实体类Subscriber

public class Subscriber {private String name;public Subscriber(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}
}

发布者实体类Publisher

public class Publisher {private String name;  //发布者的名字public Publisher(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}
}

发布订阅中心SubPubCentral，发布订阅中心需要实现该接口

public interface SubPubCentral {/*** 添加发布者和订阅者* @param publisher* @param subscriber* @return*/public boolean subscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber);/*** 取消发布者和订阅者* @param publisher* @param subscriber* @return*/public boolean unsubscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber);/*** 发布消息* @param publisher* @param message*/public void publish(Publisher publisher, String message);
}

发布订阅中心实现类SubPubCentralImpl

public class SubPubCentralImpl implements SubPubCentral {private static Map<String, Set<String>> PubSubMap = new HashMap<>();  //存放所有的发布者的对应订阅者@Overridepublic boolean subscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber) {try {Set<String> subscriberSet = PubSubMap.get(publisher.getName()); //拿到当前发布者的所有订阅者if (subscriberSet == null)  //为空，之前不存在订阅者subscriberSet = new HashSet<>();boolean added = subscriberSet.add(subscriber.getName()); //添加订阅者if (added)  //添加订阅者成功。return PubSubMap.put(publisher.getName(), subscriberSet) != null;return false;  //订阅者添加失败或者该订阅之前则订阅了发布者} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return false;}@Overridepublic boolean unsubscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber) {try {Set<String> subscriberSet = PubSubMap.get(publisher.getName());if (subscriberSet == null)return false;boolean removed = subscriberSet.remove(subscriber.getName());       //删除取消订阅者if (removed)PubSubMap.put(publisher.getName(), subscriberSet); //更新订阅者列表return removed;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return false;}@Overridepublic void publish(Publisher publisher, String message) {Set<String> subscriberSet = PubSubMap.get(publisher.getName());//拿到当前发布者的所有订阅者//遍历订阅者发送消息。 此处简单实现： 只需要打印出拿到的所有订阅者即可for (String subscriber : subscriberSet) {System.out.println(subscriber + "接收到" + publisher.getName() + "发布的新消息:" + message);}}
}

控制层,负责控制发布者的一系列行为

public class PublisherController {private SubPubCentral subPubCentral;  //订阅发布中心。public PublisherController(SubPubCentral subPubCentral) {this.subPubCentral = subPubCentral;}/*** 发布数据，假设前端传递的是一个id对象和一个内容对象。简单化，实际上会传递一个包装数据过来.** @param publisher* @param message*/public void publish(Publisher publisher, String message) {subPubCentral.publish(publisher, message);}
}

控制层，负责控制订阅者的一系列行为

public class SubscriberController {private SubPubCentral subPubCentral;public SubscriberController(SubPubCentral subPubCentral) {this.subPubCentral = subPubCentral;}/*** 订阅者与订阅发布者** @param publisher* @param subscriber*/public void subscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber) {subPubCentral.subscribe(publisher, subscriber);}public void unsubscribe(Publisher publisher, Subscriber subscriber) {subPubCentral.unsubscribe(publisher, subscriber);}
}

模拟发布订阅

public class Test {public static void main(String[] args) {//创建一个发布订阅中心SubPubCentral subPubCentral = new SubPubCentralImpl();//创建发布者和订阅者的控制层PublisherController publisherController = new PublisherController(subPubCentral);SubscriberController subscriberController = new SubscriberController(subPubCentral);//创建订阅者对象Subscriber subscriber1=new Subscriber("小明");Subscriber subscriber2=new Subscriber("小李");//创建发布者对象Publisher publisher=new Publisher("中介");//订阅者订阅subscriberController.subscribe(publisher, subscriber1);subscriberController.subscribe(publisher, subscriber2);//发布者发布新消息publisherController.publish(publisher, "天河区有新房出租！");System.out.println("\n----------------------------------------------------\n");//订阅者取消订阅subscriberController.unsubscribe(publisher, subscriber1);//发布者发布新消息publisherController.publish(publisher, "番禺区有新房出租！");}
}

执行结果
在这里插入图片描述

订阅者可以调用subscribe方法订阅对象和调用unsubscribe方法取消订阅对象，而发布者可以调用publish方法发布新消息给所有订阅他的对象。而不管是建立/取消订阅关系还是发布新消息都是有发布订阅中心PublisherController统一调用实现，就像现实中租房的中介，不管是租客还是房主，都是通过中介进行调度、通知。

2、观察者实现代码（无订阅中心）

主题Subject

public interface Subject {/*** 添加观察者** @param concreteObserver*/public void attach(ConcreteObserver concreteObserver);/*** 发布消息** @param msg*/public void notify(String msg);/*** 移除观察者** @param concreteObserver*/public void detach(ConcreteObserver concreteObserver);
}

观察者接口

public interface Observer {/*** 订阅内容* @param msg*/public void update(String subject, String msg);
}

主题实现类ConcreteSubject

public class ConcreteSubject implements Subject {//定义一个集合来储存观察者private ArrayList<ConcreteObserver> events = new ArrayList<>();//订阅的主题名字String name;public ConcreteSubject(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void attach(ConcreteObserver concreteObserver) {events.add(concreteObserver);}@Overridepublic void notify(String msg) {for (int i = 0; i < events.size(); i++) {ConcreteObserver concreteObserver = events.get(i);concreteObserver.update(this.name, msg);}}@Overridepublic void detach(ConcreteObserver concreteObserver) {events.remove(concreteObserver);}
}

观察者实例

public class ConcreteObserver implements Observer {private String name;private Receiver receiver;public interface Receiver {void onMessage(String publisher, String msg);}//创建观察者public ConcreteObserver(String name) {this.name = name;}//创建观察者也可以加个回调函数，用来将消息调出去public ConcreteObserver(String name, Receiver receiver) {this.name = name;this.receiver = receiver;}@Overridepublic void update(String subject, String msg) {System.out.println(this.name + "收到" + subject + "发送的消息:" + msg);if (receiver != null) {receiver.onMessage(subject, msg);}}
}

模拟实现

public class Test {public static void main(String[] args) {//创建观察者ConcreteObserver concreteObserver1 = new ConcreteObserver("小明", new ConcreteObserver.Receiver() {@Overridepublic void onMessage(String publisher, String msg) {//收到消息System.out.println(publisher + "说" + msg);}});ConcreteObserver concreteObserver2 = new ConcreteObserver("小华");ConcreteObserver concreteObserver3 = new ConcreteObserver("小红");//创建主题ConcreteSubject concreteSubject = new ConcreteSubject("BOSS");concreteSubject.attach(concreteObserver1);concreteSubject.attach(concreteObserver2);concreteSubject.attach(concreteObserver3);concreteSubject.notify("今天放假!");}
}

运行结果
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