軟體設計模式 | 觀察者模式

觀察者模式透過主題訂閱/訊息通知的機制，極度增強系統的可擴展性、靈活性以及降低組件間的耦合度。概念直觀簡單，是非常實用的設計模式。

關鍵影響

• 封裝細節：主題僅管理觀察者的註冊和通知，而不需要知道觀察者的具體實現細節。
• 靈活的訂閱與取消訂閱：觀察者可以隨時決定是否訂閱或取消訂閱主題的訊息通知，極大增加了系統的靈活性。
• 訊息通知：主題通過一個統一的介面向所有註冊的觀察者發送通知訊息，這使得維護變得簡單且高效。
• 系統解耦：觀察者和主題之間的低耦合設計使得修改和擴展系統更加容易，且互不影響。

應用場景

假設我們正在開發新聞系統，在新聞出現時即時通知所有記者。

功能描述

• NewsPublisher：新聞發布者（主題），維護一個記者列表，並在有新聞時通知他們。
• Reporter：記者（觀察者），註冊自己以接收新聞更新，並在有新聞時獲得通知。

動作流程

1. 註冊訂閱者：Alice 和 Bob 註冊到新聞發布者。
2. 發布新聞：當 NewsPublisher 有新聞時會調用 notify 方法將新聞推送給所有註冊的記者。
3. 接收通知：每個記者在接收到新聞更新時，將顯示他們已經收到的新聞。

class NewsPublisher:
    def __init__(self):
        self._subscribers = []

    def register(self, subscriber):
        self._subscribers.append(subscriber)

    def unregister(self, subscriber):
        self._subscribers.remove(subscriber)

    def publish(self, news):
        for subscriber in self._subscribers:
            subscriber.notify(news)


class Reporter:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    def update(self, news):
        print(f"{self._name} received news: {news}")

# 使用範例
news_publisher = NewsPublisher()
repoter1 = Reporter("Alice")
repoter2 = Reporter("Bob")

# 新聞發佈者註冊待通知記者
news_publisher.register(repoter1)
news_publisher.register(repoter2)

# 新聞發佈者發布新聞
news = "Wolves wiped Nuggets!"
news_publisher.publish(news)

結論

透過觀察者模式，發布者(publisher)可以專注在訊息的生產，而訂閱者(subscriber)根據自身的需求在適當的時機註冊訂閱來獲得消息通知，不需要時也可以隨時取消訂閱，除了註冊與取消註冊外，兩者之間沒有相其他依賴，不管是維護或擴展都非常靈活。