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【设计模式】观察者模式

2024-11-02 来源：个人技术集锦

设计模式

 

一、介绍

观察者模式是一种行为设计模式，当一个对象的状态发生改变时，依赖（观察）它的对象会接收到通知，并进行自动的更新操作。

举例：某公司发布了一款新的手机，性能很强大，许多人都想买，但是该公司又没宣布售卖时间。想买的人为了第一时间就拥有这台手机，就必须每天到官网或线下实体店看有没有出售，这样对于用户来说体验很不好。如果不想频繁的去查看，这时想买手机的用户就可以在实体店或网站上留下联系方式，等到手机出售的当天公司通过邮件或者短信的形式通知到购买者。

 

二、优缺点

优点：

  • 符合开闭原则。 无需修改发布者代码就能引入新的观察者类 。
  • 可以在运行时建立对象之间的联系。

缺点：

  • 无法设置订阅者收到的顺序
  • 当观察者对象很多时，通知的发布会花费很多时间，影响程序的效率

 

三、核心结构

  • Subject（目标）：被观察者，它是指被观察的对象。 类中有一个用来存放观察者对象的容器，这个容器是被观察者类的核心。其中还有几个方法：
    • attach方法是向这个容器中添加观察者对象。
    • detach方法是从容器中移除观察者对象。
    • notify方法是依次调用观察者对象的对应方法。
  • ConcreteSubject（具体目标）：目标类的具体子类，当它的状态发生改变时，向它的各个观察者发出通知。同时它还实现了在目标类中定义的抽象业务逻辑方法（如果有的话）。
  • Observer（观察者）：观察者将对观察目标的改变做出反应，观察者一般定义为接口，该接口声明了更新数据的方法 update()。
  • ConcreteObserver（具体观察者）：在具体观察者中维护一个指向具体目标对象的引用，它存储具体观察者的有关状态，这些状态需要和具体目标的状态保持一致，它实现了在观察者 Observer 中定义的 update()方法。

 

四、代码实现

1、在PHP中已经有相关的Subject（目标）和Observer（观察者）接口了，我们可以拿来直接实现。分别是SplSubject和SplObserver接口，以下代码就是以这两个接口为例进行编写。其中还用到一个SplObjectStorage类，它也是PHP中的一个类，用于存储和管理对象。它是一个关联数组，其中键是对象的哈希值，值是对象本身。

1.1、实现ConcreteSubject（具体目标）

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/17
 * Time: 10:43
 */

namespace app\admin\service\mode\observers;

use SplObserver;

/**
 * 观察者模式
 * 使用PHP自带的观察者设计模式
 */
class ObserversService implements \SplSubject
{
    public int $status;

    private $observers;

    public function __construct()
    {
        $this->observers = new \SplObjectStorage();
    }

    /**
     * 添加观察者
     * @param SplObserver $observer
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/20 17:50
     */
    public function attach(SplObserver $observer)
    {
        // TODO: Implement attach() method.
        echo "添加一个观察者\n";
        $this->observers->attach($observer);
    }

    /**
     * 删除观察者
     * @param SplObserver $observer
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/20 17:50
     */
    public function detach(SplObserver $observer)
    {
        // TODO: Implement detach() method.
        echo "\n分离一个观察者\n";
        $this->observers->detach($observer);
    }

    /**
     * 通知观察者
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/20 17:51
     */
    public function notify()
    {
        // TODO: Implement notify() method.
        echo "已通知观察者\n";
        foreach ($this->observers as $observer) {
            $observer->update($this);
        }
    }

    /**
     * 实现被观察者业务，并通知观察者
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/20 17:51
     */
    public function doSomeLogic(): void
    {
        echo "\nSubject: 我做了一些业务...\n";
        $this->status = rand(0, 10);

        echo "Subject: 业务状态小于5时观察者才做出反应，当前业务状态: {$this->status}\n";
        $this->notify();
    }
}

 

1.2、实现ConcreteObserver（具体观察者），我这里实现了两个观察者，分别为 ConcreteObserverB 和 ConcreteObserverA 。

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/17
 * Time: 10:54
 */

namespace app\admin\service\mode\observers;

use SplSubject;

class ConcreteObserverB implements \SplObserver
{

    public function update(SplSubject $subject)
    {
        // TODO: Implement update() method.
        if ($subject->status < 5) {
            echo "ConcreteObserverB: 我接受到状态，并做出了相应的反应。\n";
        }
    }
}

 

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/17
 * Time: 10:54
 */

namespace app\admin\service\mode\observers;

use SplSubject;

class ConcreteObserverA implements \SplObserver
{

    public function update(SplSubject $subject)
    {
        // TODO: Implement update() method.
        if ($subject->status < 5) {
            echo "ConcreteObserverA: 我接受到状态，并做出了相应的反应。\n";
        }
    }
}

 

1.3、客户端调用

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/17
 * Time: 10:34
 */

namespace app\admin\controller\mode\observers;

use app\admin\service\mode\observers\ConcreteObserverA;
use app\admin\service\mode\observers\ConcreteObserverB;
use app\admin\service\mode\observers\ObserversService;

/**
 * 观察者模式客户端调用
 */
class ObserversController
{
    public function index()
    {
        // 创建被观察者
        $subject = new ObserversService();

        // 创建观察者
        $obA = new ConcreteObserverA();
        $obB = new ConcreteObserverB();

        // 注册观察者
        $subject->attach($obA);
        $subject->attach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomeLogic();

        // 移除观察者
        $subject->detach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomeLogic();

        dd('结束');
    }
}

 

1.4、客户端调用结果展示

 

2、上面介绍了使用PHP本身观察者设计模式的接口，下面就自己手写一个观察者模式。

2.1、实现Subject（目标）接口

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/21
 * Time: 10:52
 */

namespace app\admin\service\mode\observers\my;

/**
 * 被观察者接口
 */
interface Subject
{
    /**
     * 添加观察者对象
     * @param Observer $observer    观察者对象
     * @return mixed
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/21 10:56
     */
    public function attach(Observer $observer);

    /**
     * 删除观察者对象
     * @param Observer $observer    观察者对象
     * @return mixed
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/21 10:56
     */
    public function detach(Observer $observer);

    /**
     * 通知观察者
     * @return mixed
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/21 10:54
     */
    public function notify();

}

 

2.2、实现ConcreteSubject（具体目标）

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/21
 * Time: 10:54
 */

namespace app\admin\service\mode\observers\my;

class ConcreteSubject implements Subject
{
    public int $status;

    private array $observers = [];

    public function attach(Observer $observer)
    {
        // TODO: Implement attach() method.
        echo "添加一个观察者\n";
        if ( !in_array($observer, $this->observers, true) ) {
            $this->observers[] = $observer;
        }
    }

    public function detach(Observer $observer)
    {
        // TODO: Implement detach() method.
        echo "\n分离一个观察者：".get_class($observer)."\n";
        if ( in_array($observer, $this->observers, true) ) {
            unset($this->observers[array_search($observer, $this->observers, true)]);
        }
    }

    public function notify()
    {
        // TODO: Implement notify() method.
        echo "已通知观察者\n";
        foreach ($this->observers as $observer) {
            $observer->update($this);
        }
    }

    public function doSomething()
    {
        echo "\nSubject: 我做了一些业务...\n";
        $this->status = rand(0, 10);

        echo "Subject: 业务状态小于5时观察者才做出反应，当前业务状态: {$this->status}\n";
        $this->notify();
    }
}

 

2.3、实现Observer（观察者）

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/21
 * Time: 10:57
 */

namespace app\admin\service\mode\observers\my;

/**
 * 观察者接口
 */
interface Observer
{
    public function update(Subject $subject);
}

 

2.4、实现ConcreteObserver（具体观察者），分别为 ConcreteObserverB 和 ConcreteObserverA 。

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/21
 * Time: 10:58
 */

namespace app\admin\service\mode\observers\my;

/**
 * 具体观察者A
 */
class ConcreteObserverA implements Observer
{
    public function update(Subject $subject)
    {
        // TODO: Implement update() method.
        if ($subject->status < 5) {
            echo "ConcreteObserverA: 我接受到状态，并做出了相应的反应。\n";
        }
    }
}

 

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/21
 * Time: 11:06
 */

namespace app\admin\service\mode\observers\my;

class ConcreteObserverB implements Observer
{

    public function update(Subject $subject)
    {
        // TODO: Implement update() method.
        if ($subject->status < 5) {
            echo "ConcreteObserverB: 我接受到状态，并做出了相应的反应。\n";
        }
    }
}

 

2.5、客户端调用

<?php
/**
 * Created by PhpStorm
 * Author: fengzi
 * Date: 2024/5/17
 * Time: 10:34
 */

namespace app\admin\controller\mode\observers;

use app\admin\service\mode\observers\ConcreteObserverA;
use app\admin\service\mode\observers\ConcreteObserverB;
use app\admin\service\mode\observers\my\ConcreteSubject;
use app\admin\service\mode\observers\ObserversService;

/**
 * 观察者模式客户端调用
 */
class ObserversController
{
    /**
     * 使用PHP自带的观察者模式
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/21 11:18
     */
    public function index()
    {
        // 创建被观察者
        $subject = new ObserversService();

        // 创建观察者
        $obA = new ConcreteObserverA();
        $obB = new ConcreteObserverB();

        // 注册观察者
        $subject->attach($obA);
        $subject->attach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomeLogic();

        // 移除观察者
        $subject->detach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomeLogic();

        dd('结束');
    }

    /**
     * 使用自定义的观察者模式
     * @return void
     * @Author: fengzi
     * @Date: 2024/5/21 11:18
     */
    public function mySubject()
    {
        // 创建被观察者
        $subject = new ConcreteSubject();

        // 创建观察者
        $obA = new \app\admin\service\mode\observers\my\ConcreteObserverA();
        $obB = new \app\admin\service\mode\observers\my\ConcreteObserverB();

        // 注册观察者
        $subject->attach($obA);
        $subject->attach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomething();

        // 移除观察者
        $subject->detach($obB);

        // 被观察者执行业务逻辑并通知给观察者
        $subject->doSomething();

        dd('结束');
    }
}

 

2.6、运行结果展示

 

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