概述

Java的核心库java.io提供了全面的IO接口。包括：文件读写、标准设备输出等。Java中IO是以流为基础进行输入输出的，所有数据被串行化写入输出流，或者从输入流读入。

IO是指对数据流的输入和输出，也称为IO流，IO流主要分为两大类，字节流和字符流。字节流可以处理任何类型的数据，如图片，视频等，字符流只能处理字符类型的数据。

相关类或接口

InputStream -- 字节输入流(接口)

OutputStream -- 字节输出流(接口)

Reader -- 字符输入流(接口)

Writer -- 字符输出流(接口)

File -- 文件类

RandomAccessFile -- 随机存储文件类

设计模式之装饰者模式

先看一段代码：

 DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(
                    new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(file)));

被这么多嵌套给绕晕了。。。java io就是装饰者模式的典型，接下来我将围绕着装饰模式来展开IO相关类的学习。

图片.png

装饰模式中的角色：
抽象构件(Component)角色：Component是一个抽象类或接口，是要包装的原始对象。

具体构件(ConcreteComponent)角色：是Component的实现类，最终要装饰的实际对象。

装饰(Decorator)角色：是一个抽象类，继承或实现了Component的接口，同时它持有一个对Component实例对象的引用，也可以有自己的方法。

具体装饰(ConcreteDecorator)角色：是Decorator的实现类，是具体的装饰者对象，负责给ConcreteComponent附加责任。

java流类图结构

图片.png
转载自:https://www.cnblogs.com/oubo/archive/2012/01/06/2394638.html

装饰模式之InputStream(字节流)

从IO中输入字节流的继承图中可以看出。

1）InputStream是所有数据字节流的父类。
是个接口，也是上面提到的抽象构件(Component)角色。

2）ByteArrayInputStream、StringBufferInputStream、FileInputStream、ObjectInputStream是基本的介质流，它们分别从Byte数组、StringBuffer、本地文件和对象中读取数据，PipedInputStream是从与其他线程共用的管道中读取数据。
他们都是具体的装饰对象，也就是上面的具体构件(ConcreteComponent)角色。

3）BufferedInputStream、DataInputStream是实际的装饰器对象。
也就是具体装饰(ConcreteDecorator)角色。

看到这里也许会有一些疑问，装饰角色呢，也就是那个抽象类去哪了，在这里我觉得FilterInputStream就是这个角色，不过它不是抽象类，在使用中也很少用到，姑且这么认为把。

上面说了，装饰角色会持有一个对抽象父类InputStream的引用来完成装饰模式。现在去验证下。

//构造时传入引用
public BufferedInputStream(InputStream in) {
        this(in, DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    }

//直接用父类的引用
 public DataInputStream(InputStream in) {
        super(in);
    }

装饰模式之OutputStream(字节流)

从IO中输入字节流的继承图中可以看出。

1）OutputStream是所有输出字节流的父类，它是一个抽象类。
是个接口，也是上面提到的抽象构件(Component)角色。

2）ByteArrayOutputStream、FIleOutputStream是两种基本的介质，它们分别向Byte 数组，和本地文件中写入数据。PipedOutputStream是从与其他线程共用的管道中写入数据。
他们都是具体的装饰对象，也就是上面的具体构件(ConcreteComponent)角色。

3）BufferdOutputStream、DataOutputStream是实际的装饰器对象。
也就是具体装饰(ConcreteDecorator)角色。

原理同InputStream

字符输入流Reader

在上面的继承关系图中可以看出：

1、Reader是所有的输入字符流的父类，它是一个抽象类。

2、CharReader、StringReader 是两种基本的介质流，它们分别将Char数组、String中读取数据。PipedInputReader 是从与其他线程共用的管道中读取数据。

3、BuffereReader 很明显的是一个装饰器对象，它和其子类复制装饰其他Reader对象。

4、FilterReader 是所有自定义具体装饰流的父类，其子类PushbackReader 对Reader 对象进行装饰。

字符输出流Writer

在上面的关系图中可以看出：

1、Writer 是所有输出字符流的父类，它是一个抽象类。

2、CharArrayWriter、StringWriter 是两种基本的介质流，它们分别向Char 数组、String 中写入数据。PipedInputWriter 是从与其他线程共用的管道中读取数据。

3、BuffereWriter 很明显是一个装饰器，他和其子类复制装饰其他Reader对象。

4、FilterWriter 和PrintStream 及其类似，功能和使用也非常相似。

区别与联系

· 读写单位的不同：字节流以字节（8bit）为单位。字符流以字符为单位，根据码表映射字符，一次可能读多个字节。

· 处理对象不同：字节流可以处理任何类型的数据，如图片、avi等，而字符流只能处理字符类型的数据。

InputStreamReader 是一个连接字节流和字符流的桥梁，它将字节流转变为字符流。

RandomAccessFile

1.既可以读也可以写
RandomAccessFile不属于InputStream和OutputStream类系。它是完全独立的类

2.可以指定位置读写
RandomAccessFile能在文件里面的前后移动，在文件里移动用seek()。可以用于多线程下载或多个线程同时写数据到文件。

总结

理解本篇文章最主要的还是对装饰器模式有所了解，了解之后才能构建体系，现在知道开头的一层层的嵌套是什么意思了把。。。