Java设计模式--装饰器模式到Java IO 流

装饰器模式

抽象构件角色：给出一个抽象接口，以规范准备接受附加责任的对象。

具体构件角色：定义准备接受附加责任的对象。

抽象装饰角色：持有一个构件对象的实例，并对应一个与抽象构件接口一致的接口。

具体装饰角色：负责给具体构件加上额外的责任。

什么时候使用：

1. 需要扩展一个类的功能，或者给一个类增加附加责任。

2. 需要动态的给一个对象增加功能，这些功能可以再动态的撤销。

3. 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的的大量的功能，从而使继承关系变得不现实。

我以给汽车换颜色为例：

汽车厂生产汽车实例，4S店可以喷漆换颜色。

Car接口：

/**
 * Created by 001977 on 2019-04-12 11:39.
 * 抽象构件角色
 */
public interface Car {

    /**
     * 出厂车身颜色
     */
    void skin();
}

具体构件卡罗拉：

/**
 * Created by 001977 on 2019-04-12 11:42.
 * 具体构件：COROLLA卡罗拉（灰色）
 */
public class Corolla implements Car {

    @Override
    public void skin() {
        System.out.println("超级无敌灰色");
    }
}

4S店抽象装饰器：

/**
 * Created by 001977 on 2019-04-12 11:45.
 * 抽象装饰角色（4S店）
 */
public abstract class FourS implements Car {

    private Car car;

    public FourS(Car car) {
        this.car = car;
    }

    @Override
    public void skin() {
        car.skin();
    }
}

具体装饰器：喷枪红

/**
 * Created by 001977 on 2019-04-12 11:49.
 * 具体装饰角色（红色喷漆）
 */
public class RedSprayPaint extends FourS {

    public RedSprayPaint(Car car) {
        super(car);
    }

    @Override
    public void skin() {
        super.skin();
        System.out.println("花2000块钱喷红色的漆");
    }
}

具体装饰器：喷枪白

/**
 * Created by 001977 on 2019-04-12 11:49.
 * 具体装饰角色（白色喷漆）
 */
public class WhiteSprayPaint extends FourS {

    public WhiteSprayPaint(Car car) {
        super(car);
    }

    @Override
    public void skin() {
        super.skin();
        System.out.println("花1000块钱喷白色的漆");
    }
}

测试运行：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("====================出厂颜色====================");
        Car corolla = new Corolla();
        corolla.skin();
        System.out.println("====================换颜色====================");
        RedSprayPaint red = new RedSprayPaint(new WhiteSprayPaint(corolla));
        red.skin();
    }
}

IO中的体现（以InputStream为例）

抽象构件角色：由InputStream扮演，这个抽象类为各种子类型流处理器提供统一的接口。

具体构件角色：由FileInputStream、ObjectInputStream 、ByteArrayInputStream 等原始流处理器扮演，他们实现了InputStream的接口，可以被装饰器装饰。

抽象装饰角色：由FilterInputStream扮演，他也实现了InputStream的接口。

具体装饰角色：由DataInputStream 、BufferedInputStream等扮演。

..

由于IO库中需要很多性能的各种组合，如果用继承方法实现，那么每一种组合都需要一个类，这样会造成大量性能重复的类出现。如果使用装饰器模式，那么类的数目大大减少，性能的重复也减到最少。因此装饰器模式是IO中的基本模式。

以InputStream【抽象构件】为例：上图中的流可以分为两类：原始流处理器【具体构件】（FileInputStream及其左边的类）和链接流处理器【装饰器】（实现FilterInputStream的类【具体装饰器】）。

首先InputStream定义了一些规范：

接着比如FileInputStream去实现，实际上它都是去调用本地方法的，请看：

然后装饰器也去实现InputStream的方法，关键是持有InputStream对象的实例

最后具体的装饰器比如：

BufferedInputStream装饰了InputStream的内部工作方式，使得流的读入操作使用缓冲机制，不会对每一次流读入的操作都产生一次物理读盘动作，从而提高了程序的效率。它的内部有个buf字节数组用来缓存数据。

读取的时候调用fill方法，简单来说就是先尝试获取缓冲区，然后再操作输入流将数据读入缓冲区，这期间还有一些细节比如调整pos不再赘述。

还有DataInputStream提供了一些直接读取某种类型的数据的方法，省的我们读取完再去做转换。

比如：readBoolean

它的读入操作read方法就是直接调用原始流处理器的方法，并不复杂

最后附上一张画了一天的IO继承关系图：

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