3.5 观察者模式
观察者模式提供一种方法来使对象“监听”其他对象，而不需要修改任何数据服务器。这意味着传感器数据能够很容易地分享给其他元素，当编写传感器代理时，元素可能甚至还不存在。
3.5.1 抽象
观察者模式（“发布-订阅模式”）通知一组感兴趣的客户相关数据已经改变。它不需要数据服务器对客户有任何先验信息，而客户仅提供订阅功能，允许客户在通知列表中动态添加（或删除）其本身。数据服务器可以执行各种通知策略，最常见的是当新数据到达时发送数据，同时客户也能定期更新。
3.5.2 问题
在理想状态下，当数据已经改变时，每个客户都能够定期从数据服务器获取数据，但这造成计算浪费；而且客户通常不知道新数据何时可用，造成通信资源浪费。如果数据服务器推送数据，那么它必须知道其所有客户，打破常规客户机-服务器关系需要改变服务器，添加新的客户。
3.5.3 结构模式
如下图所示，AbstractSubject添加维护感兴趣订阅者类列表机制的数据服务器。通过传递指向accept(Datum)函数的指针，客户自己添加进入通知列表，并且通过使用相同的指针调用取消订阅从列表中删除。当AbstractSubject决定通知它的客户时，notify()函数遍历客户列表，调用指向函数，传递相关数据。AbstractClient提供accept(Datum)函数接收和处理进入的数据。
3.5.4 协作模式
3.5.4.1 抽象客户接口
AbstractClient与AbstractSubject有关联，以便它能调用后者的各种服务。它包含accept(Datum)函数，当AbstractClient订阅时或AbstractSubject认为是和发送数据时调用它。AbstractClient虽然指定函数但是不提供任何实现，它通过一组ConcreteClients实现提供对获取到的数据的操作。除了accept(Datum)函数外，AbstractClinet还与数据有关联，可以通过指针实现或通过栈、全局变量以及静态变量实现。
3.5.4.2 AbstractSubject接口
在该模式中AbstractSubject是数据服务器，它提供3个服务：
- subscribe(acceptPtr)服务，添加指向接收函数通知列表的指针。如果成功返回零，失败为非零。
- unsubscribe(acceptPtr)服务，从通知列表中删除接收功能。如果成功返回零，失败为非零。
- notify()服务，遍历通知列表来通知订阅客户。通过调用每个通知句柄的指向函数实现。
AbstractSubject也包括一个传递Datum的链接以及NotificationHandles列表。在这里，NotificationHandles列表使用指针数组实现。
3.5.4.3 ConcreteClient
ConcreteClient是具体的AbstractClient接口的实现，提供acceptPtr(Datum)函数的实现以及其他与模式本身不相干功能。
3.5.4.4 ConcreteSubject
ConcreteSubject是AbstractSUbject接口的具体实现。它不仅提供函数的实现，而且提供获取和管理发布数据的方法。ConcreteSubject不仅可以是AbstractSubject以外，通常也是HardwareProxy。
3.5.4.5 Datum
该元素是客户或者对象感兴趣数据的替身。
3.5.4.6 NotificationHandle
NotificationHandle是调用客户的accept(Datum)方法的代表，最常见的实现是函数指针。
3.5.5 效果
观察者模式是一个给一组在设计时还不明确的客户分发数据的过程，同时还可以在运行时动态地管理感兴趣客户列表。该模式维护基本的客户机-服务器模型，通过它的订阅机制提供运行时的灵活性。为实现客户仅在适当的时候更新，最常见的策略是当数据改变时更新客户。3.5.6 实现策略
该模式唯一复杂的方面是通知句柄的实现，以及通知句柄列表的管理，通知句柄本身通常是一个回调函数。句柄因返回不同数据而不同，但是他依赖于软件"类"的实现。如果使用带有me指针的结构体的方式，me指针将会是接收函数的第一个参数。如果使用传统C编写，则ConcreteClients的实现会更加标准，而在接收函数列表中将不必包含me指针。
通知列表可以采用定义数组的方式包含所有潜在客户，但在有多客户的高度动态系统中也可以使用链表构建系统。
3.5.7 相关模式
在嵌入式系统中，将观察者功能添加到硬件代理或者硬件适配器模式中是非常普遍的。
3.5.8 实例
如下图所示，在实例中GasSensor是模式的ConcreteClient，它提供订阅和取消订阅函数，并且管理GasNotificationHandles数组。除了subscribe()和unsubscribe()操作外，notidy()函数遍历已注册的订阅者列表，并使用简单的语句调用accept()操作。
me->itsGasHN[pos]->acceptorPtr(me->itsGasNH[pos]->instancePtr.me->itsGasData);
在这种方式中，被指向的函数是通过函数指针访问的，其中第一个参数是客户的数据实例，第二个参数是指向新数据的指针。GasSensor类也包括newData()方法，它调用notify()方法和dumpList()方法，输出目前订阅的客户的列表。