python设计模式之观察者模式

　　说到观察者模式，在我脑海中总是闪现，这家伙跟消息队列的主题发布订阅有什么关系，虽然本人对消息队列没有很深的研究，但是凭直觉我就认为消息队列的实现就使用了观察者模式吧，所以本文就来模拟消息队列的丐版实现阐述观察者模式是怎样玩的。

观察者模式的GOF官方解释是： 定义对象间的一种一对多（变化）的依赖关系， 以便当一个对象（Subject）的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并更新。

　　观察者模式类图如下：

　　主要构成就是主题基类， 观察者基类及其他们的实现。接下来我们开始设计属于我们自己的消息队列。

01、 首先设计主题基类

from abc import ABC


class Subject(ABC):

    def __init__(self):
        self.observers = list()

    def add_observer(self, observer):
        self.observers.append(observer)

    def pop_observer(self, observer):
        self.observers.remove(observer)

    def notify(self):
        for observer in self.observers:
            observer.update()

在Subject基类中，我们需要定义一个观察者列表用于盛放观察者对象，然后我们需要有添加和删除观察者的方法，最后一个必要的方法就是通知观察者更新。

02、设计我们的主题子类

class GameSubject(Subject):

    def notify(self, msg):
        for observer in self.observers:
            observer.update(msg)

　　我们设计一个游戏主题类，专门给观察者推送游戏消息，所以我们重写了nitify方法。

03、设计我们的观察者子类

from queue import Queue


class Observer:
    def __init__(self):
        self.queue = Queue(100)
        
    def update(self):
        pass

　　在观察者基类中，我们定一个队列用于接收主题发布的消息， 还有声明一个更新方法，用于给子类继承。

04、设计我们的观察者子类

class LolObserver(Observer):
    
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        super().__init__()
        
    def update(self, msg):
        self.queue.put(msg)
        
    def get_msg(self):
        while not self.queue.empty():
            msg = self.queue.get()
            print(self.name + "正在读取消息：" + msg)


class DNFObserver(Observer):

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        super().__init__()

    def update(self, msg):
        self.queue.put(msg)

    def get_msg(self):
        while not self.queue.empty():
            msg = self.queue.get()
            print(self.name + "正在读取消息：" + msg)

　　在我们的观察者子类中，我们主要定义了，对队列的IO操作。

05、 主程序

if __name__ == "__main__":
    game_subject = GameSubject()
    lol_observer = LolObserver('lol选手')
    dnf_observer = DNFObserver("DNF选手")
    game_subject.add_observer(lol_observer)
    game_subject.add_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("第一届游戏大赛正在开始")
    game_subject.notify("我们友情两大游戏金牌选手")
    game_subject.notify("谁会是第一名呢？")
    game_subject.pop_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("会是LOL选手吗？")
    game_subject.notify("貌似DNF选手掉线了啊")
    game_subject.add_observer(dnf_observer)
    game_subject.notify("我们的选手又回来了")
    lol_observer.get_msg()
    print("="*77)
    dnf_observer.get_msg()

运行结果如下：

/usr/local/bin/python3.7 /Users/bytedance/PycharmProjects/untitled3/模版设计模式/观察者模式.py
lol选手正在读取消息：第一届游戏大赛正在开始
lol选手正在读取消息：我们友情两大游戏金牌选手
lol选手正在读取消息：谁会是第一名呢？
lol选手正在读取消息：会是LOL选手吗？
lol选手正在读取消息：貌似DNF选手掉线了啊
lol选手正在读取消息：我们的选手又回来了
=============================================================================
DNF选手正在读取消息：第一届游戏大赛正在开始
DNF选手正在读取消息：我们友情两大游戏金牌选手
DNF选手正在读取消息：谁会是第一名呢？
DNF选手正在读取消息：我们的选手又回来了

Process finished with exit code 0

　　到此我们的丐版的消息队列就完成了，哈哈，以此类推诸如微信群功能，都可以用此模式去实现，到此感觉观察者模式不像是一种模式，更像是一种业务的实现的技巧，但是它的关键点在于，你在遍历观察者列表处的巧妙，利用面向对象多态的特性，只要你继承自观察者基类，都可以调用update方法，无须是具体的观察者。

07、总结

1. 观察者设计模式使得我们可以独立地改变主题和观察者，从而使二者的依赖关系达到松耦合的目的。
2. 目标发送通知时，我们无须指定接收者，消息自动传播到接受者处。
3. 但是当观察者过多时可能会产生性能问题，因为我们是在遍历观察者列表

最后还是奉上我们的设计模式八大设计原则：

1. 依赖倒置原则（DIP）

• 高层模块(稳定)不应该依赖于低层模块(变化)，二者都应该依赖于抽象(稳定) 。
• 抽象(稳定)不应该依赖于实现细节(变化) ，实现细节应该依赖于抽象(稳定)。

2. 开放封闭原则（OCP）

• 对扩展开放，对更改封闭。
• 类模块应该是可扩展的，但是不可修改。

3. 单一职责原则（SRP）

• 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
• 变化的方向隐含着类的责任。

4. Liskov 替换原则（LSP）

• 子类必须能够替换它们的基类(IS-A)。
• 继承表达类型抽象。

5. 接口隔离原则（ISP）

• 不应该强迫客户程序依赖它们不用的方法。
• 接口应该小而完备。

6. 优先使用对象组合，而不是类继承

• 类继承通常为“白箱复用”，对象组合通常为“黑箱复用” 。
• 继承在某种程度上破坏了封装性，子类父类耦合度高。
• 而对象组合则只要求被组合的对象具有良好定义的接口，耦合度低。

7. 封装变化点

• 使用封装来创建对象之间的分界层，让设计者可以在分界层的一侧进行修改，而不会对另一侧产生不良的影响，从而实现层次间的松耦合。

8. 针对接口编程，而不是针对实现编程

• 不将变量类型声明为某个特定的具体类，而是声明为某个接口。
• 客户程序无需获知对象的具体类型，只需要知道对象所具有的接口。
• 减少系统中各部分的依赖关系，从而实现“高内聚、松耦合”的类型设计方案