什么是观察者模式？应用场景有哪些？

2026年01月27日

面试考察点

面试官提出这个问题，通常旨在考察以下几个层面：

对设计模式的理解深度：你是否能清晰、准确地描述一种经典设计模式的核心思想与结构，而非仅仅停留在名称上。
建模与抽象能力：你是否能将 “一个对象状态变化，其他依赖对象需要得到通知” 这一常见场景，抽象为标准的对象间交互模型。
实际应用经验：你是否能在掌握理论的基础上，列举出在真实项目、主流框架或系统中该模式的应用场景，这能反映你的知识迁移能力和工程视野。
对松耦合设计的认识：面试官不仅想知道模式是什么，更是想考察你是否理解它在 “解耦” 方面的巨大价值，以及如何通过它来构建更灵活、可维护的系统。

核心答案

观察者模式（Observer Pattern），也称为发布-订阅模式，是一种行为型设计模式。它定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当这个主题对象的状态发生变化时，会自动通知所有依赖于它的观察者对象，使它们能够自动更新。

其核心包含两个角色：

Subject：主题/被观察者。它维护一个观察者列表，提供添加、删除观察者的方法，以及一个通知所有观察者的方法。
Observer：观察者。它定义一个更新接口，用于在接收到主题通知时进行自我更新。

深度解析

原理/机制

观察者模式的核心机制在于回调和依赖管理。主题对象并不需要知道具体是哪些对象在关注它，它只依赖于一个抽象的观察者接口。当自身状态变更时，它通过遍历其维护的观察者列表，调用每个观察者接口中定义的更新方法（如 update()），从而将变更 “推送” 出去。这个过程实现了 “对象间的动态、松耦合联动”。

代码示例

以下是一个极简的实现，模拟气象站数据更新时，多个展示面板（布告板）需要实时刷新的场景。

// 1. 主题接口
interface Subject {
    void registerObserver(Observer o);
    void removeObserver(Observer o);
    void notifyObservers();
}

// 2. 观察者接口
interface Observer {
    void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

// 3. 具体主题：气象数据
class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        observers.remove(o);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() { // 关键通知方法
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }

    // 当从传感器获得新数据时，调用此方法
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged(); // 数据变化，触发通知
    }

    private void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
}

// 4. 具体观察者：当前状况展示布告板
class CurrentConditionsDisplay implements Observer {
    private float temperature;
    private float humidity;

    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        weatherData.registerObserver(this); // 注册自己
    }

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    public void display() {
        System.out.println("当前状况：温度 " + temperature + "°C, 湿度 " + humidity + "%");
    }
}

// 5. 使用示例
public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherData weatherData = new WeatherData();

        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherData);
        // 可以轻松添加更多观察者，如StatisticsDisplay, ForecastDisplay

        // 模拟新数据到达
        weatherData.setMeasurements(26.5f, 65.0f, 1013.1f);
        weatherData.setMeasurements(27.8f, 70.0f, 1012.5f);
    }
}

对比分析与注意事项

推模型 vs 拉模型：
- 推模型（如上例）：主题将详细的变更数据作为参数传递给观察者。简单直接，但可能传递观察者不需要的信息。
- 拉模型：主题在通知时只传递自身的引用（this），观察者根据需要主动从主题中 “拉取” 所需数据。更灵活，但观察者需要知道主题的结构。
- Java 内置的 java.util.Observable（已过时）和 java.util.Observer 就支持拉模型。
最佳实践：
1. 抽象主题与观察者：始终依赖接口，这是实现松耦合的关键。
2. 注意线程安全：在并发环境下，对观察者列表的增删改查需要同步，或者使用线程安全的集合（如 CopyOnWriteArrayList）。
3. 防止内存泄漏：观察者对象在不再需要时，务必从主题中注销（removeObserver），否则会因其被主题列表强引用而无法被垃圾回收。
常见误区：
- 滥用与过度设计：不是所有状态变化通知都需要用观察者模式。对于简单的回调，直接使用函数式接口（如 Consumer）或监听器接口可能更轻量。
- 混淆事件与状态：观察者模式更侧重于对象状态变化的传播。对于更复杂的事件驱动架构，如Spring ApplicationEvent或消息队列，其思想同源，但实现和功能更强大。

应用场景

观察者模式在真实世界中无处不在：

GUI 事件监听：Java Swing/AWT、Android 中的各种 OnClickListener 都是典型的观察者模式。
消息队列/事件总线：这是观察者模式的分布式和异步扩展。生产者发布消息到主题（Topic），多个消费者订阅该主题并独立处理消息。如 Kafka、RabbitMQ 的核心模型。
Spring 框架事件机制：ApplicationContext 通过 ApplicationEvent 和 ApplicationListener 接口实现了事件发布与监听，用于解耦业务模块（如订单创建后触发发短信、扣库存等操作）。
配置中心动态刷新：如 Apollo、Nacos。当配置在服务端修改后，所有订阅了该配置的客户端应用会实时收到通知并更新本地配置。
Reactive 编程：响应式流（如 Project Reactor、RxJava）中的 Flux/Observable 就是被观察者，而 subscribe 的订阅者就是观察者。

总结

观察者模式通过抽象依赖和回调机制，实现了主题与观察者之间的松耦合联动，是应对对象间一对多动态依赖关系的经典解决方案，在 GUI、事件驱动、消息通信等众多领域有广泛应用。

发布于2026年01月27日|20:59:22