答案：使用观察者模式和std::function实现事件总线，通过map管理主题与回调，支持订阅/发布，示例含日志与告警响应，可扩展线程安全与模板化。
在C++中实现一个简单的发布/订阅（Pub/Sub）系统，核心是让消息的发送者（发布者）与接收者（订阅者）解耦。订阅者可以注册自己感兴趣的事件或主题，当某个主题有消息发布时，所有订阅该主题的观察者都会收到通知。
基本设计思路
使用观察者模式结合回调机制来实现。关键组件包括：
- EventBus（事件总线）：管理主题和订阅者的映射关系，负责消息分发。
- Topic（主题）：用字符串标识不同的消息通道。
- Callback：订阅者提供的处理函数，用于响应消息。
- Subscribe / Publish 接口：供外部调用的注册和发送方法。
使用std::function和std::map实现
下面是一个轻量级实现示例：
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>
#include <functional>
#include <string>
class EventBus {
public:
using Callback = std::function<void(const std::string&)>;
// 订阅某个主题
void subscribe(const std::string& topic, const Callback& callback) {
callbacks_[topic].push_back(callback);
}
// 发布消息到指定主题
void publish(const std::string& topic, const std::string& message) {
auto it = callbacks_.find(topic);
if (it != callbacks_.end()) {
for (const auto& cb : it->second) {
cb(message);
}
}
}
private:
std::map<std::string, std::vector<Callback>> callbacks_;
};
使用示例
定义几个简单的回调函数模拟不同订阅者：
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void logger(const std::string& msg) {
std::cout << "[Logger] Received: " << msg << "\n";
}
void alert_system(const std::string& msg) {
std::cout << "[Alert] !! " << msg << " !!" << "\n";
}
int main() {
EventBus bus;
// 订阅主题
bus.subscribe("logs", logger);
bus.subscribe("alerts", alert_system);
bus.subscribe("alerts", [](const std::string& msg) {
std::cout << "[Popup] " << msg << "\n";
});
// 发布消息
bus.publish("logs", "System started");
bus.publish("alerts", "High CPU usage!");
return 0;
}
输出结果：
[Logger] Received: System started[Alert] !! High CPU usage! !!
[Popup] High CPU usage!
扩展建议
这个基础版本可以按需增强：
- 支持取消订阅（unsubscribe），通过返回订阅ID或使用weak_ptr管理生命周期。
- 使用线程安全队列和互斥锁，支持多线程发布/订阅。
- 模板化消息类型，不只是string，可支持任意数据结构。
- 引入引用计数或智能指针避免悬挂回调。
