C#观察者模式实现方法 C#设计模式教程

C#中首选IObservable/IObserver实现观察者模式，语义清晰、线程安全基础好、支持取消订阅与异常传递；事件适合快速原型；自定义委托适合教学或特殊调度。

在C#中实现观察者模式，核心是定义“被观察者（Subject）”和“观察者（Observer）”，让多个观察者能动态订阅、接收被观察者状态变化的通知。.NET 原生提供了 IObservable<T> 和 IObserver<T> 接口，是最轻量、标准且推荐的方式——无需手写事件委托或自定义接口，也天然支持取消订阅和异常传递。

用 IObservable/IObserver 实现标准观察者

这是最符合 .NET 理念的写法，语义清晰、线程安全基础好、可组合性强（配合 System.Reactive 可进一步增强）。

• 被观察者需实现 IObservable<T>，通常返回一个包装了订阅逻辑的对象（如 Observable.Create<T>()）
• 观察者实现 IObserver<T>，重写 OnNext（接收数据）、OnError（处理异常）、OnCompleted（通知结束）
• 调用 Subscribe() 建立连接；返回的 IDisposable 可用于主动取消订阅

示例：温度传感器模拟

// 被观察者：温度数据源
var temperatureSource = Observable.Create(observer =>
{
    var timer = new Timer(_ =>
    {
        var temp = 20 + new Random().NextDouble() * 10;
        observer.OnNext(temp);
    }, null, TimeSpan.Zero, TimeSpan.FromSeconds(2));
return () => timer.Dispose(); // 取消时释放资源
});
// 观察者：控制台显示
var subscription = temperatureSource.Subscribe(
temp => Console.WriteLine($"当前温度：{temp:F2}°C"),
ex => Console.WriteLine($"错误：{ex.Message}"),
() => Console.WriteLine("传感器已关闭")
);
// 5秒后取消订阅
await Task.Delay(5000);
subscription.Dispose(); // 主动断开，timer 也会被释放

用事件（event）+ 自定义委托实现简易版

适合入门理解或轻量场景，代码直观，但需手动管理订阅列表、线程安全、异常隔离等细节。

• 在被观察者类中声明 public event EventHandler<TemperatureEventArgs> TemperatureChanged;
• 定义事件参数类继承 EventArgs，携带通知数据（如温度值）
• 触发时调用 TemperatureChanged?.Invoke(this, new TemperatureEventArgs(temp));
• 观察者通过 sensor.TemperatureChanged += OnTemperatureChanged; 订阅

注意：多线程下需加锁或使用 EventHandlerList；事件不提供取消订阅外的生命周期控制。

用泛型委托 Action<T> 搭配 List 存储观察者

比事件更灵活，便于批量操作或条件过滤，但失去事件的封装性和编译时安全（比如不能用 -= 安全移除匿名方法）。

• 被观察者维护 private readonly List<Action<double>> _observers = new();
• 提供 Subscribe(Action<double> action) 和 Unsubscribe(Action<double> action)
• 状态变更时遍历调用每个 action(temp)；建议捕获异常避免一个失败影响其他观察者

关键注意事项

无论哪种实现，都要重视三点：

• 内存泄漏风险：事件或委托长期持有观察者引用，导致无法 GC；务必提供明确的取消机制并及时调用
• 线程安全：若通知可能跨线程触发（如定时器、Task），需确保 Subscribe/Unsubscribe 和通知过程线程安全（可用 ConcurrentBag 或锁）
• 异常隔离：一个观察者出错不应中断其他观察者的通知；标准 IObserver 的 OnError 已做分离，手写方案需 try/catch 包裹每个调用

基本上就这些。用 IObservable/IObserver 是现代 C# 的首选，简洁、健壮、可扩展；事件适合快速原型；自定义委托适合教学或特殊调度需求。