Java IO库如何体现装饰模式

在介绍javaIO库所体现的设计模式之前，我们先来了解javaIO整个库。

IO流.jpeg

java I/O库具有两个对称性，它们分别是：

• 输入-输出对称：比如InputStream和OutputStream各自占据Byte流的输入和输出的两个平行的等级结构的根部；而Reader和Writer各自占据Char流的输入和输出的两个平行的等级结构的根部。
• byte-char对称：InputStream和Reader的子类分别负责byte和插入流的输入；OutputStream和Writer的子类分别负责byte和Char流的输出，它们分别形成平行的等级结构。

java流机制

java语言采用流的机制来实现输入/输出。所谓流，就是数据的有序排列，流可以是从某个源出来，到某个目的地去。根据流的方向可以将流分成输出流和输入流。

流也存在链接机制

可以将一个流处理器与另一个流处理器首尾相接，以其中之一的输出为输入，形成一个流管道的链接。

,DateInputStream流处理器可以把FileInputStream流对象的输出当做输入，将Byte类型的数据转换成java的原始数据类型和String数据类型。

java I/O库的两个设计模式

Java I/O库的总体设计是符合装饰模式和适配器模式的。如前所述，这个库中处理流的类叫流类。

• 装饰模式：在由InputStream、OutputStream、Reader和Writer代表的等级结构内部，有一些流处理器可以对另一些流处理器起到装饰作用，形成新的、具有改善了的功能的流处理器。
• 适配器模式：在由InputStream、OutputStream、Reader和Writer代表的等级结构内部，有一些流处理器是对其他类型的流处理器的适配。这就是适配器的应用。

为什么不采用继承？

java I/O库需要很多性能的各种组合，如果这些性能都是用继承来实现，那么每一种组合都需要一个类，这样就会造成大量行重复的类出现。如果采用装饰模式，那么类的数目就会大大减少，性能的重复也可以减至最少。因此装饰模式是java I/O库基本模式。

装饰模式的各个角色

在所有InputStream类型的链接流处理其中，使用频率最大的就是FilterInputStream类，以这个类为抽象装饰角色的装饰模式结构非常明显和典型。以这个类为核心说明装饰模式的各个角色是由哪些流处理器扮演：

• 抽象构件（Component）角色：由InputStream扮演。这是一个抽象类，为各种子类型处理器提供统一的接口。
• 具体构建（Concrete Component）角色：由ByteArrayInputStream、FileInputStream、PipedInputStream以及StringBufferInputStream等原始流处理器扮演。它们实现了抽象构建角色所规定的接口，可以被链接流处理器所装饰。
• 抽象装饰（Decorator）角色：由FilterInputStream扮演。它实现了InputStream所规定的接口。
• 具体装饰（Concrete Decorator）角色：由几个类扮演，分别是DateInputStream、BufferedInputStream 以及两个不常用到的类LineNumberInputStream和PushbackInputStream。

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。在使用了缓冲机制后，不会对每一次的流读入操作都产生一个物理的读盘动作，从而提高了程序的效率。在涉及到物理流的读入时，都应当使用这个装饰流类。

• 抽象构件（Component）角色：由OutputStream扮演，这是一个抽象类，为各种的子类型流处理器提供统一的接口。
• 具体构件（Concrete Component）角色：由ByteArrayOutputStream、FileOutputStream、PipedOutputStream等扮演，它们均实现了OutputStream所声明的接口。
• 抽象装饰（Decorator）角色：由FilterOutputStream扮演，它与OutputStream有相同的接口，而这正是装饰类的关键。
• 具体装饰（Concrete Decorator）角色：由几个类扮演，分别是BufferedOutputStream、DateOutputStream、以及PrintStream。

char类型流的Reader和Writer的装饰模式与之类似。