什么是觀察者設(shè)計(jì)模式？Golang中的觀察者模式介紹

當(dāng)涉及到訂單處理系統(tǒng)時(shí)，觀察者設(shè)計(jì)模式可以用于實(shí)現(xiàn)訂單狀態(tài)的變化和通知。在這篇文章中，我們將介紹如何使用Golang來(lái)實(shí)現(xiàn)觀察者設(shè)計(jì)模式，并提供一個(gè)基于訂單處理系統(tǒng)的代碼示例。

什么是觀察者設(shè)計(jì)模式？

觀察者設(shè)計(jì)模式是一種行為型設(shè)計(jì)模式，它允許對(duì)象之間的松耦合通信。在這種模式中，一個(gè)對(duì)象（稱為主題Subject）維護(hù)一組依賴于它的對(duì)象（稱為觀察者Observer）的列表，并在狀態(tài)改變時(shí)自動(dòng)通知它們。觀察者模式可以用于實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，其中對(duì)象之間的交互是通過(guò)事件的發(fā)布和訂閱來(lái)完成的。

應(yīng)用場(chǎng)景：訂單處理系統(tǒng)

在訂單處理系統(tǒng)中，訂單的狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化，例如創(chuàng)建、支付、發(fā)貨、取消等。當(dāng)訂單狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，我們希望通知相關(guān)的觀察者進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如更新庫(kù)存、發(fā)送通知等。

實(shí)現(xiàn)觀察者設(shè)計(jì)模式

在Golang中，可以使用channel和goroutine來(lái)實(shí)現(xiàn)觀察者設(shè)計(jì)模式。

首先，我們定義一個(gè)訂單結(jié)構(gòu)體，包含訂單的基本信息和狀態(tài)：

type Order struct {
  ID     string
  Status string
}

然后，我們定義一個(gè)觀察者接口，包含一個(gè)Update方法，用于處理訂單狀態(tài)變化的通知：

type Observer interface {
  Update(order *Order, wg *sync.WaitGroup)
}

接下來(lái)，我們定義一個(gè)主題結(jié)構(gòu)體，使用channel和goroutine來(lái)通知觀察者：

type Subject struct {
  observers []Observer
}


func (s *Subject) Register(observer Observer) {
  s.observers = append(s.observers, observer)
}


func (s *Subject) Notify(order *Order) {
  wg := sync.WaitGroup{}
  wg.Add(len(s.observers))


  errCh := make(chan error, len(s.observers))


  for _, observer := range s.observers {
    go func(obs Observer) {
      defer wg.Done()


      err := obs.Update(order, &wg)
      if err != nil {
        errCh <- err
      }
    }(observer)
  }


  wg.Wait()
  close(errCh)


  // 處理異常
  for err := range errCh {
    fmt.Println("Error occurred:", err)
  }
}

我們首先創(chuàng)建了一個(gè)errCh（類型為chan error）來(lái)接收觀察者處理過(guò)程中可能發(fā)生的異常。然后，在每個(gè)觀察者的goroutine中，我們通過(guò)閉包的方式傳遞observer并在處理完成后檢查是否有異常發(fā)生。如果有異常，我們將其發(fā)送到errCh中。

在Notify方法的最后，我們關(guān)閉了errCh通道，并通過(guò)range循環(huán)來(lái)處理所有的異常。

接下來(lái)，我們實(shí)現(xiàn)兩個(gè)觀察者：庫(kù)存觀察者和通知觀察者。

庫(kù)存觀察者用于更新庫(kù)存狀態(tài)：

type InventoryObserver struct{}


func (io *InventoryObserver) Update(order *Order, wg *sync.WaitGroup) {
  defer wg.Done()


  // 更新庫(kù)存狀態(tài)
  fmt.Printf("Inventory Observer: Order %s status changed to %s
", order.ID, order.Status)
}

通知觀察者用于發(fā)送通知：

type NotificationObserver struct{}


func (no *NotificationObserver) Update(order *Order, wg *sync.WaitGroup) {
  defer wg.Done()


  // 發(fā)送通知
  fmt.Printf("Notification Observer: Order %s status changed to %s
", order.ID, order.Status)
}

最后，我們?cè)谥骱瘮?shù)中使用觀察者模式來(lái)處理訂單狀態(tài)變化的通知：

func main() {
  order := &Order{
    ID:     "123",
    Status: "Created",
  }


  subject := &Subject{}
  subject.Register(&InventoryObserver{})
  subject.Register(&NotificationObserver{})


  // 模擬訂單狀態(tài)變化
  order.Status = "Paid"
  subject.Notify(order)


  order.Status = "Shipped"
  subject.Notify(order)
}

我們創(chuàng)建了一個(gè)訂單對(duì)象和一個(gè)主題對(duì)象，并注冊(cè)了庫(kù)存觀察者。然后，我們模擬訂單狀態(tài)的變化，通過(guò)調(diào)用Notify方法并發(fā)地通知觀察者進(jìn)行處理。

通過(guò)使用channel和goroutine，我們可以實(shí)現(xiàn)觀察者模式的并發(fā)處理，提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。

使用觀察者設(shè)計(jì)模式的一些優(yōu)點(diǎn)

松耦合：觀察者模式可以將觀察者和主題（或被觀察者）對(duì)象解耦。觀察者只需要關(guān)注主題的狀態(tài)變化，而不需要了解具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這樣可以使得系統(tǒng)更加靈活和可擴(kuò)展。

可重用性：通過(guò)將觀察者和主題對(duì)象分離，可以使得它們可以在不同的上下文中重復(fù)使用。例如，可以在不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中使用相同的觀察者來(lái)處理不同的主題對(duì)象。

易于擴(kuò)展：當(dāng)需要添加新的觀察者或主題時(shí)，觀察者模式可以很方便地進(jìn)行擴(kuò)展。只需要實(shí)現(xiàn)新的觀察者或主題對(duì)象，并注冊(cè)到主題對(duì)象中即可。

事件驅(qū)動(dòng)：觀察者模式適用于事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。當(dāng)主題對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可以通過(guò)觸發(fā)事件來(lái)通知所有的觀察者進(jìn)行相應(yīng)的處理。

如果不使用觀察者設(shè)計(jì)模式

訂單業(yè)務(wù)可能會(huì)以一種更加緊耦合的方式實(shí)現(xiàn)。以下是一個(gè)示例代碼，展示了在沒(méi)有使用觀察者模式的情況下，如何處理訂單狀態(tài)變化的問(wèn)題：

type Order struct {
  ID     string
  Status string
}


type OrderProcessor struct {
  inventoryObserver    *InventoryObserver
  notificationObserver *NotificationObserver
}


func NewOrderProcessor() *OrderProcessor {
  return &OrderProcessor{
    inventoryObserver:    &InventoryObserver{},
    notificationObserver: &NotificationObserver{},
  }
}


func (op *OrderProcessor) Process(order *Order) {
  // 更新庫(kù)存
  op.inventoryObserver.Update(order)


  // 發(fā)送通知
  op.notificationObserver.Update(order)
}


func main() {
  order := &Order{
    ID:     "123",
    Status: "Created",
  }


  op := NewOrderProcessor()


  // 模擬訂單狀態(tài)變化
  order.Status = "Paid"
  op.Process(order)


  order.Status = "Shipped"
  op.Process(order)
}

在這個(gè)示例中，OrderProcessor對(duì)象負(fù)責(zé)處理訂單狀態(tài)變化。它內(nèi)部包含了InventoryObserver和NotificationObserver對(duì)象，并在Process方法中依次調(diào)用它們的Update方法來(lái)處理訂單狀態(tài)變化。

這種實(shí)現(xiàn)方式存在一些問(wèn)題：

緊耦合：OrderProcessor對(duì)象直接依賴于InventoryObserver和NotificationObserver對(duì)象。如果需要添加或刪除其他觀察者，需要修改OrderProcessor的代碼，導(dǎo)致代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性下降。

代碼重復(fù)：每當(dāng)有新的觀察者需要處理訂單狀態(tài)變化時(shí)，都需要在OrderProcessor中添加相應(yīng)的代碼。這樣會(huì)導(dǎo)致代碼的重復(fù)和冗余。

可擴(kuò)展性差：在沒(méi)有使用觀察者模式的情況下，很難在系統(tǒng)中添加新的觀察者，因?yàn)槊看味夹枰薷腛rderProcessor的代碼。

審核編輯：劉清