Observer ― 変化を関係者全員に知らせる

導入

気温が変わったら、スマホアプリにもテレビの天気表示にも、同時に反映してほしい——「1つの変化を、複数の相手に知らせたい」場面はよくあります。Observer（オブザーバー） は、変化を検知する側（Subject）が、登録された観察者（Observer）全員に自動で通知する パターンです。

説明

WeatherStation（観測所）は、自分に登録された Observer の一覧を持ち、気温が変わるたびに全員へ通知します。

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherStation station = new WeatherStation();
        station.addObserver(new PhoneDisplay());
        station.addObserver(new TvDisplay());
        station.setTemperature(28);
    }
}

interface Observer {
    void update(int temperature);
}

class PhoneDisplay implements Observer {
    public void update(int temperature) {
        System.out.println("[携帯] 気温: " + temperature + "度");
    }
}

class TvDisplay implements Observer {
    public void update(int temperature) {
        System.out.println("[TV] 気温: " + temperature + "度");
    }
}

class WeatherStation {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private int temperature;

    void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    void setTemperature(int temperature) {
        this.temperature = temperature;
        notifyObservers();
    }

    private void notifyObservers() {
        for (Observer o : observers) {
            o.update(temperature);
        }
    }
}

classDiagram
  Observer <|.. PhoneDisplay
  Observer <|.. TvDisplay
  WeatherStation --> "many" Observer : notifies
  class Observer {
    <<interface>>
    +update(temperature)
  }

• WeatherStation は List<Observer> observers に登録された相手を覚えています。具体的に PhoneDisplay や TvDisplay が何個あるか、何であるかは知りません。「Observer を実装した何か」としか扱いません。
• station.addObserver(...) … 通知してほしい相手を、実行時に自由に追加できます。表示方法を増やしたいときは Observer を実装した新しいクラスを1つ足して登録するだけです。
• setTemperature(28) が呼ばれると、内部の notifyObservers() が登録済み全員の update(temperature) を順番に呼び出します。
• Singletonが「1つに制限する」パターンだったのに対し、Observerは「1つの変化を複数に伝播させる」パターンです。

やってみよう

下のエディタを実行し、気温28度が携帯・TVの両方に通知されることを確認しましょう。station.addObserver(...) の呼び出し順を変えると、通知される順番がどう変わるか試してみてください。

演習

WatchDisplay という Observer を追加してください（[ウォッチ] 気温: X度 と表示）。main で station に PhoneDisplay・TvDisplay・WatchDisplay の3つを登録し、station.setTemperature(30) を呼んでください。