观察者模式（Observer Pattern）又被称为发布-订阅模式（Publish-Subscribe Pattern），是一种行为设计模式，它定义了对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。在这个模式里，被观察的对象称为主题（Subject），依赖于主题的对象称为观察者（Observer）

观察者模式的主要构成

1. 抽象主题（Subject）

定义：它是一个接口或抽象类，该角色定义了增加、删除、通知观察者对象的方法。
作用：为具体主题提供了一个统一的接口，使得具体主题能够被观察者观察，并且可以方便地管理观察者列表。

2. 具体主题（Concrete Subject）

定义：抽象主题的具体实现类。它维护一个观察者列表，当自身的状态发生改变时，会调用通知方法来通知所有注册的观察者。
作用：负责存储和管理观察者对象，以及在状态改变时触发通知操作。

3. 抽象观察者（Observer）

定义：它是一个接口或抽象类，定义了一个更新方法，当主题状态发生改变时，该方法会被调用。
作用：为具体观察者提供了一个统一的接口，使得具体观察者能够响应主题的状态变化。

4. 具体观察者（Concrete Observer）

定义：抽象观察者的具体实现类。它实现了抽象观察者定义的更新方法，当接收到主题的通知时，会执行相应的更新操作。
作用：根据主题的状态变化来更新自身的状态或执行特定的操作。

示例

场景分析

在 Web 开发中，常见的使用观察者模式的案例是事件监听。例如，当用户提交表单时，可能需要触发多个操作，如验证表单数据、记录日志、发送邮件等。这些操作可以作为观察者，而表单提交事件就是主题。

代码

<?php
// 定义观察者接口
interface Observer {
    public function update($data);
}

// 定义主题接口
interface Subject {
    public function attach(Observer $observer);
    public function detach(Observer $observer);
    public function notify();
}

// 具体主题类
class FormSubmitSubject implements Subject {
    private $observers = [];
    private $formData;

    public function attach(Observer $observer) {
        $this->observers[] = $observer;
    }

    public function detach(Observer $observer) {
        $key = array_search($observer, $this->observers, true);
        if ($key!== false) {
            unset($this->observers[$key]);
        }
    }

    public function notify() {
        foreach ($this->observers as $observer) {
            $observer->update($this->formData);
        }
    }

    public function submitForm($data) {
        $this->formData = $data;
        $this->notify();
    }
}

// 具体观察者类：表单验证
class FormValidator implements Observer {
    public function update($data) {
        echo "表单验证：数据验证通过，数据为 ". json_encode($data). "<br>";
    }
}

// 具体观察者类：日志记录
class Logger implements Observer {
    public function update($data) {
        echo "日志记录：表单数据已记录，数据为 ". json_encode($data). "<br>";
    }
}

// 具体观察者类：邮件发送
class MailSender implements Observer {
    public function update($data) {
        echo "邮件发送：已发送通知邮件，数据为 ". json_encode($data). "<br>";
    }
}

// 使用示例
$formSubject = new FormSubmitSubject();

$validator = new FormValidator();
$logger = new Logger();
$mailSender = new MailSender();

$formSubject->attach($validator);
$formSubject->attach($logger);
$formSubject->attach($mailSender);

$formData = ['username' => 'john_doe', 'email' => 'john@example.com'];
$formSubject->submitForm($formData);

代码含义

在这个示例中，FormSubmitSubject 是主题，当表单提交时，会通知所有的观察者。FormValidator、Logger 和 MailSender 是具体的观察者，它们实现了 Observer 接口，当接收到通知时，会执行相应的操作。

UML类图

观察者模式的优缺点

优点

松耦合：主题和观察者之间的耦合度较低，主题不需要知道具体有哪些观察者，只需要维护一个观察者列表，而观察者也不需要知道主题的具体实现细节。
可扩展性：可以方便地添加或删除观察者，而不会影响主题和其他观察者的代码。
支持广播通信：主题状态变化时，会自动通知所有观察者，实现了一种广播机制。

缺点

性能问题：如果观察者数量过多，通知所有观察者可能会导致性能下降。
内存泄漏风险：如果观察者没有正确地从主题中移除，可能会导致内存泄漏。

观察者模式适用的业务场景

事件处理系统：如 GUI 编程中，当用户点击按钮时，会触发一系列的事件处理程序。
状态监控：监控系统资源的使用情况，当资源使用达到一定阈值时，通知相关的监控程序。
消息通知系统：如社交网络中，当用户发布新消息时，通知其所有的粉丝。

初识设计模式——观察者模式（Observer Pattern）