옵저버 패턴 (Observer Pattern)

헤드 퍼스트 디자인 패턴을 읽고 정리한 글입니다.

옵저버 패턴(observer pattern)은 한 객체의 상태가 바뀌면 그 객체에 의존하는 다른 객체들한테 연락이 가고 자동으로 내용이 갱신되는 방식으로 일대다 의존성을 정의합니다.

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%B5%EC%84%9C%EB%B2%84_%ED%8C%A8%ED%84%B4

예제 코드

먼저, Subject와 Observer, DisplayElement 인터페이스를 만든다. 참고로 DispalyElement는 화면 출력을 위한 인터페이스이다.

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

public interface Observer {
    void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
    void display();
}

Subject의 구현체인 WeatherData이다. 측정값이 변경될 때, measurementsChanged 메소드가 실행되며, 변경된 값이 Observer들로 전달된다.

public class WeatherData implements Subject {
    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherData() {
        this.observers = new ArrayList<>();
    }

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

    @Override
    public void removeObserver(Observer observer) {
        if (observers.indexOf(observer) < 0) {
            return;
        }
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        observers.stream()
                .forEach(observer -> observer.update(temperature, humidity, pressure));
    }

    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

Observer 구현체인 CurrentConditionsDisplay, StatisticsDisplay를 생성한다. 측정값이 변경될 때마다 display 메소드가 실행되서 화면에 보여준다.

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;

    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

public class StatisticsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private List<Float> temperatures;
    private Subject weatherData;

    public StatisticsDisplay(Subject weatherData) {
        this.temperatures = new ArrayList<>();
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperatures.add(temperature);
        display();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Avg/Max/Min temperature = " + getAvg() + "/" + getMax() + "/" + getMin());
    }

    private float getMax() {
        return temperatures.stream()
                .max(Float::compare)
                .get();
    }

    private float getAvg() {
        float total = temperatures.stream()
                .reduce(0.0f, Float::sum);
        return total / temperatures.size();
    }

    private float getMin() {
        return temperatures.stream()
                .min(Float::compare)
                .get();
    }
}

main 메소드에서 실행 해보면 다음과 같은 결과를 볼 수 있다.

        WeatherData weather = new WeatherData();
        CurrentConditionsDisplay currentConditionsDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weather);
        StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weather);

        weather.setMeasurements(80,65, 30.4f);
        weather.setMeasurements(82,70, 29.2f);
        weather.setMeasurements(78,90, 29.2f);

Current conditions: 80.0F degrees and 65.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 80.0/80.0/80.0
Current conditions: 82.0F degrees and 70.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 81.0/82.0/80.0
Current conditions: 78.0F degrees and 90.0% humidity
Avg/Max/Min temperature = 80.0/82.0/78.0

간단한 옵저버 패턴 예제를 살펴보았다.
옵저버패턴은 신문사와 정기구독자로 이루어지는 신문 구독 서비스에 비유해서 생각하면 된다. 정기구독자는 구독을 신청하거나 취소할 수 있고 신문사는 새로운 소식이 있을때 정기구독자에게 소식을 전한다.