面试题：Ruby中观察者模式在复杂系统中的优化应用

Question

在一个大型Ruby项目中，使用观察者模式来处理多个模块间的消息通知。假设存在性能问题，例如通知延迟、内存消耗过大等，请分析可能的原因，并提出至少两种优化方案，结合具体代码示例说明如何实现这些优化。

Answer 1

可能的原因分析

1. 过多的观察者注册：大量模块注册为观察者，导致每次通知时需要遍历并调用大量的回调函数，增加了处理时间和内存开销。
2. 复杂的通知逻辑：观察者收到通知后执行的逻辑过于复杂，导致单个通知处理时间过长，从而产生延迟。
3. 内存泄漏：如果观察者对象在不再使用时没有正确从主题中注销，会导致这些对象无法被垃圾回收，造成内存消耗过大。

优化方案及代码示例

1. 批量处理通知
   • 原理：将多个通知合并为一次处理，减少通知的频率，提高处理效率。
   • 代码示例：

class Subject
  def initialize
    @observers = []
    @notifications = []
  end

  def attach(observer)
    @observers << observer
  end

  def detach(observer)
    @observers.delete(observer)
  end

  def notify
    @observers.each do |observer|
      observer.update(@notifications)
    end
    @notifications.clear
  end

  def add_notification(notification)
    @notifications << notification
  end
end

class Observer
  def update(notifications)
    puts "Received notifications: #{notifications.inspect}"
  end
end

# 使用示例
subject = Subject.new
observer1 = Observer.new
observer2 = Observer.new

subject.attach(observer1)
subject.attach(observer2)

subject.add_notification("Notification 1")
subject.add_notification("Notification 2")

subject.notify

2. 异步通知
   • 原理：使用线程或异步任务队列将通知处理逻辑放到后台执行，避免阻塞主线程，提高响应速度。
   • 代码示例（使用Thread）：

class Subject
  def initialize
    @observers = []
  end

  def attach(observer)
    @observers << observer
  end

  def detach(observer)
    @observers.delete(observer)
  end

  def notify
    Thread.new do
      @observers.each do |observer|
        observer.update("New notification")
      end
    end
  end
end

class Observer
  def update(notification)
    puts "Received notification: #{notification}"
  end
end

# 使用示例
subject = Subject.new
observer1 = Observer.new
observer2 = Observer.new

subject.attach(observer1)
subject.attach(observer2)

subject.notify

3. 优化观察者逻辑
   • 原理：简化观察者收到通知后执行的逻辑，避免复杂的计算或I/O操作在通知处理时进行。
   • 代码示例：

class Subject
  def initialize
    @observers = []
  end

  def attach(observer)
    @observers << observer
  end

  def detach(observer)
    @observers.delete(observer)
  end

  def notify
    @observers.each do |observer|
      observer.update
    end
  end
end

class SimpleObserver
  def update
    # 只做简单操作，例如记录日志
    puts "Received notification, logging..."
  end
end

# 使用示例
subject = Subject.new
observer1 = SimpleObserver.new
observer2 = SimpleObserver.new

subject.attach(observer1)
subject.attach(observer2)

subject.notify