定义
发布订阅模式(Publish-Subscribe Pattern)属于行为型设计模式,与观察者模式类似,但在消息通知的链路上是不一样的。简而言之,发布订阅模式可以看作是观察者模式的优化版本。
对比观察者模式
观察者模式
- 被观察者直接发消息给观察者,当消息事件触发时,被观察者直接通知所有列表中的观察者。
- 被观察者耦合了一个观察者列表。
- 异步支持不够,当触发消息事件时,被观察者直接通知观察者。
- 安全性存在一定问题,观察者通常会对被观察者监听,可能得到被观察者内部的状态。
发布订阅模式
- 不再直接通信,发布者和订阅者中间存在一个第三方中介,发布者和订阅者都与这个第三方通信。
- 发布者不再维护观察者列表,甚至发布者和订阅者彼此并不知道对方的存在关系。
- 异步可支持,当触发消息事件时,第三方中介可以进行延迟发送。
- 安全性较好,发布者和订阅者解耦,需要通过第三方中介通信,获取发布者内部状态也必须通过特意暴露的方法才能访问。
总体而言,发布订阅模式更适合一些大型的、复杂的、有异步要求、安全性要求高的场景,如:消息队列(RabbitMQ)、流处理(Kafka)。观察者模式相对实现更简单,适合一些轻量级、无特别要求的场景,如一些GUI工具。
举例说明
上回书说到,蚁人、绿巨人、超人去商店购买能量饮料但缺货,商店老板一套观察者模式完美解决了供需问题。但随着商店生意日益兴旺,能量饮料也越卖越好,也常常供不应求。在这种环境下,商店老板要维护的客户也越来越多,无疑提升了商店的运营成本。
上回书传送门:【前端必须掌握的设计模式——观察者模式】
商店老板未雨绸缪,找到了一家第三方购物平台,将能量饮料等商品提交,客户可以在中间平台下单,平台再向商店下单,这样商店只需跟中间平台交互即可。
上述的情况,其实观察者模式也能够较轻松解决,当然只是在单场景下,如果商品数量较多时,商店可能就忙不过来了。同时,能量饮料随着销量的增长又推出了新品-紫色的葡萄口味,这时商店老板将新品也上传至中间平台。
- 蚁人:我喜欢葡萄口味的,我不要旧的了,我只要新的。
- 绿巨人:吼~小孩子才做选择,我全都要。
- 超人:葡萄口味有什么好喝的,经典款才是yyds。
就这样蚁人放弃了经典款,只订阅了新品,绿巨人都订阅了,超人仍然保持着原来的样子。当有一天,商店到了一批经典款只需要告知中间平台即可,中间平台根据订阅列表可以查到只有绿巨人和超人订阅了,通知他们两个吧;第二天到了一批新品,中间平台查到只有蚁人和绿巨人订阅了,通知他们两个吧!按照这种模式继续进行下去,哪怕出上百件商品,也能够井井有条,商店压力也不会太大。
代码实现
根据以上场景绘制出UML,分别设计了一个发布者接口(IPublisher)、订阅者接口(ISubscriber)以及中间平台接口(IBroker),要实现的发布者只需要发布消息(publish),订阅者需要有订阅行为(subscribe)和接收消息的行为(receive),中间平台需要处理发布(publish)和订阅逻辑(subscribe)起到一个“中介”的作用。
代码实现中,中间平台类的数据结构设计成了Map形式,以key-value映射方式进行管理,其中key代表类型(经典款、新品),value代表订阅者(蚁人、绿巨人、超人等等)。
// 发布者接口 interface IPublisher { publish: (topic: string, message: any) => void; } // 订阅者接口 interface ISubscriber { subscribe: (topic: string) => void; receive: (message: string) => void; } // 中间平台接口 interface IBroker { subscribe: (topic: string, subscriber: ISubscriber) => void; publish: (topic: string, message: any) => void; } // 中间平台类 帮发布者发布消息 帮订阅者订阅消息 class Broker implements IBroker { private topics: Map<string, ISubscriber[]> = new Map(); subscribe(topic: string, subscriber: ISubscriber): void { let subTopicSubscribers = this.topics.get(topic) || []; subTopicSubscribers.push(subscriber); this.topics.set(topic, subTopicSubscribers); } publish(topic: string, message: string): void { const subTopicSubscribers = this.topics.get(topic) || []; for (const subscriber of subTopicSubscribers) { subscriber.receive(message); } } } // 发布者 class Publisher implements IPublisher { private broker: IBroker; constructor(broker: IBroker) { this.broker = broker; } publish(topic: string, message: string): void { console.log(`商店发布了一个${topic}的消息:${message}`); this.broker.publish(topic, message); } } // 订阅者 class Subscriber implements ISubscriber { private name: string; private broker: IBroker; constructor(name: string, broker: IBroker) { this.name = name; this.broker = broker; } subscribe(topic: string) { this.broker.subscribe(topic, this); } receive(message: string) { console.log(`${this.name}接收到消息:${message}`); } } // 客户端 const broker = new Broker(); // 中间平台实例 const store = new Publisher(broker); // 发布者实例 const antman = new Subscriber('蚁人', broker); // 订阅者实例 const hulk = new Subscriber('绿巨人', broker); // 订阅者实例 const superman = new Subscriber('超人', broker); // 订阅者实例 // 蚁人只关注新品 antman.subscribe('能量饮料-新品'); // 绿巨人关注经典款和新品 hulk.subscribe('能量饮料-经典款'); hulk.subscribe('能量饮料-新品'); // 超人只关注经典款 superman.subscribe('能量饮料-经典款'); store.publish('能量饮料-经典款', '经典款到货啦!'); store.publish('能量饮料-新品', '新品到货啦!');
在客户端我们需要分别创建发布者实例、中间平台实例以及各个订阅者的实例,其中创建发布者实例时将中间平台实例当作参数传入, 目的是为了确保发布者将消息发给的对象绑定为中间平台的实例;在创建订阅者实例时将中间瓶体啊实例当作参数传入,目的是为了确保订阅者订阅消息的目标绑定为中间平台。这样一来,中间平台要做的就是帮发布者发布,帮订阅者订阅。
当商店发布了“能量饮料-经典款”调用了publish方法,publish方法内部会调用中间平台的publish方法,将消息转发,中间平台会在维护的订阅者列表中查找符合条件的订阅者,调用他们内部的receive方法接收消息。
根据输出结果,我们可以准确得到输出的结果。绿巨人全都订阅了,所以商店无论是发布经典款还是新品的消息,绿巨人都会收到;超人和蚁人只能收到自己订阅的商品信息,未订阅的不会影响他们。
总结
发布订阅模式作为观察者模式的改良版,适合较为复杂的应用场景,前端最经典的应用就是Vue的数据双向绑定,Vue数据双向绑定的代码也会更加符合代码设计的艺术。前端必须掌握的设计模式系列持续更新,如果对您有帮助希望多多点赞哦!