观察者模式在 Java 多线程环境中的应用

观察者模式（Observer Pattern）是一种行为设计模式，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。当主题对象发生变化时，它会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新。在Java多线程环境下，观察者模式可以用于实现线程间的通信和事件处理。

以下是在Java多线程环境中应用观察者模式的一个示例：

1. 首先，定义一个主题接口Subject：

public interface Subject {
    void registerObserver(Observer observer);
    void removeObserver(Observer observer);
    void notifyObservers();
}

2. 然后，创建一个具体的主题类WeatherSubject，实现Subject接口：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class WeatherSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private String weatherData;

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

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

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(weatherData);
        }
    }

    public void setWeatherData(String weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        notifyObservers();
    }
}

3. 接下来，定义一个观察者接口Observer：

public interface Observer {
    void update(String weatherData);
}

4. 创建具体的观察者类WeatherObserver，实现Observer接口：

public class WeatherObserver implements Observer {
    private String name;

    public WeatherObserver(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String weatherData) {
        System.out.println(name + " received weather data: " + weatherData);
    }
}

5. 最后，在主类中创建主题和观察者对象，并注册观察者：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherSubject weatherSubject = new WeatherSubject();
        Observer observer1 = new WeatherObserver("Observer 1");
        Observer observer2 = new WeatherObserver("Observer 2");

        weatherSubject.registerObserver(observer1);
        weatherSubject.registerObserver(observer2);

        weatherSubject.setWeatherData("Sunny");
        weatherSubject.setWeatherData("Rainy");
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个WeatherSubject对象，它包含了天气数据。我们还有两个观察者对象observer1和observer2，它们分别监听WeatherSubject。当WeatherSubject的天气数据发生变化时，它会通知所有注册的观察者对象，使它们能够自动更新。

在Java多线程环境下，你可以使用java.util.concurrent包中的类（如CopyOnWriteArrayList）来实现线程安全的观察者模式。例如，你可以将observers列表替换为CopyOnWriteArrayList，并在notifyObservers方法中使用forEach方法来通知观察者：

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class WeatherSubject implements Subject {
    private CopyOnWriteArrayList<Observer> observers = new CopyOnWriteArrayList<>();
    private String weatherData;

    // ... 其他方法保持不变

    @Override
    public void notifyObservers() {
        observers.forEach(observer -> observer.update(weatherData));
    }
}

这样，你就可以在多线程环境中安全地使用观察者模式了。