Java I/O庫的兩個設計模式：
Java的I/O庫總體(tǐ)設計是符合裝飾者模式（Decorator）跟适配器模式（Adapter）的。如前所述，這個庫中(zhōng)處理流的類叫做流類。引子裏所談到的 FileInputStream，FileOutputStream，DataInputStream及DataOutputStream都是流處理器的例子。
１ 裝飾者模式：在由 InputStream，OutputStream，Reader和Writer代表的等級結構内部，有一(yī)些流處理器可以對另一(yī)些流處理器起到裝飾作用，形成新的，具有改善了的功能的流處理器。裝飾者模式是Java I/O庫的整體(tǐ)設計模式。這樣的一(yī)個原則是符合裝飾者模式的。
２ 适配器模式：在由InputStream，OutputStream，Reader和Writer代表的等級結構内部，有一(yī)些流處理器是對其它類型的流源的适配。這就是适配器模式的應用。
适配器模式應用到了原始流處理器的設計上面，構成了I/O庫所有流處理器的起點。
JDK爲程序員(yuán)提供了大(dà)量的類庫，而爲了保持類庫的可重用性，可擴展性和靈活性，其中(zhōng)使用到了大(dà)量的設計模式，本文将介紹JDK的I/O包中(zhōng)使用到的Decorator模式，并運用此模式，實現一(yī)個新的輸出流類。
Decorator模式簡介
Decorator模式又(yòu)名包裝器（Wrapper），它的主要用途在于給一(yī)個對象動态的添加一(yī)些額外(wài)的職責。與生(shēng)成子類相比，它更具有靈活性。
有時候，我(wǒ)(wǒ)們需要爲一(yī)個對象而不是整個類添加一(yī)些新的功能，比如，給一(yī)個文本區添加一(yī)個滾動條的功能。我(wǒ)(wǒ)們可以使用繼承機制來實現這一(yī)功能，但是這種方法不夠靈活，我(wǒ)(wǒ)們無法控制文本區加滾動條的方式和時機。而且當文本區需要添加更多的功能時，比如邊框等，需要創建新的類，而當需要組合使用這些功能時無疑将會引起類的爆炸。
我(wǒ)(wǒ)們可以使用一(yī)種更爲靈活的方法，就是把文本區嵌入到滾動條中(zhōng)。而這個滾動條的類就相當于對文本區的一(yī)個裝飾。這個裝飾（滾動條）必須與被裝飾的組件（文本區）繼承自同一(yī)個接口，這樣，用戶就不必關心裝飾的實現，因爲這對他們來說是透明的。裝飾會将用戶的請求轉發給相應的組件（即調用相關的方法），并可能在轉發的前後做一(yī)些額外(wài)的動作（如添加滾動條）。通過這種方法，我(wǒ)(wǒ)們可以根據組合對文本區嵌套不同的裝飾，從而添加任意多的功能。這種動态的對對象添加功能的方法不會引起類的爆炸，也具有了更多的靈活性。
以上的方法就是Decorator模式，它通過給對象添加裝飾來動态的添加新的功能。
Component爲組件和裝飾的公共父類，它定義了子類必須實現的方法。
ConcreteComponent是一(yī)個具體(tǐ)的組件類，可以通過給它添加裝飾來增加新的功能。
Decorator是所有裝飾的公共父類，它定義了所有裝飾必須實現的方法，同時，它還保存了一(yī)個對于Component的引用，以便将用戶的請求轉發給Component，并可能在轉發請求前後執行一(yī)些附加的動作。
ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具體(tǐ)的裝飾，可以使用它們來裝飾具體(tǐ)的Component.
JAVA IO包中(zhōng)的Decorator模式
JDK提供的java.io包中(zhōng)使用了Decorator模式來實現對各種輸入輸出流的封裝。以下(xià)将以java.io.OutputStream及其子類爲例，讨論一(yī)下(xià)Decorator模式在IO中(zhōng)的使用。
首先來看一(yī)段用來創建IO流的代碼：
以下(xià)是代碼片段：
try {
OutputStream out = new DataOutputStream（new FileOutputStream（"test.txt"））；
} catch （FileNotFoundException e） {
e.printStackTrace（）；
}
這段代碼對于使用過JAVA輸入輸出流的人來說再熟悉不過了，我(wǒ)(wǒ)們使用 DataOutputStream封裝了一(yī)個FileOutputStream.這是一(yī)個典型的Decorator模式的使用，FileOutputStream相當于Component，DataOutputStream就是一(yī)個Decorator.将代碼改成如下(xià)，将會更容易理解：
以下(xià)是代碼片段：
try {
OutputStream out = new FileOutputStream（"test.txt"）；
out = new DataOutputStream（out）；
} catch（FileNotFoundException e） {
e.printStatckTrace（）；
}
由于FileOutputStream和DataOutputStream有公共的父類OutputStream，因此對對象的裝飾對于用戶來說幾乎是透明的。下(xià)面就來看看OutputStream及其子類是如何構成Decorator模式的：
OutputStream是一(yī)個抽象類，它是所有輸出流的公共父類，其源代碼如下(xià)：
以下(xià)是代碼片段：
public abstract class OutputStream implements Closeable， Flushable {
public abstract void write（int b） throws IOException；
……
}
它定義了write（int b）的抽象方法。這相當于Decorator模式中(zhōng)的Component類。
ByteArrayOutputStream，FileOutputStream 和 PipedOutputStream 三個類都直接從OutputStream繼承，以ByteArrayOutputStream爲例：
以下(xià)是代碼片段：
public class ByteArrayOutputStream extends OutputStream {
protected byte buf[]；
protected int count；
public ByteArrayOutputStream（） {
this（32）；
}
public ByteArrayOutputStream（int size） {
if （size 〈 0） {
throw new IllegalArgumentException（"Negative initial size： "
+ size）；
}
buf = new byte[size]；
}
public synchronized void write（int b） {
int newcount = count + 1；
if （newcount 〉 buf.length） {
byte newbuf[] = new byte[Math.max（buf.length 〈〈 1， newcount）]；
System.arraycopy（buf， 0， newbuf， 0， count）；
buf = newbuf；
}
buf[count] = （byte）b；
count = newcount；
}
……
}
它實現了OutputStream中(zhōng)的write（int b）方法，因此我(wǒ)(wǒ)們可以用來創建輸出流的對象，并完成特定格式的輸出。它相當于Decorator模式中(zhōng)的ConcreteComponent類。
接着來看一(yī)下(xià)FilterOutputStream，代碼如下(xià)：
以下(xià)是代碼片段：
public class FilterOutputStream extends OutputStream {
protected OutputStream out；
public FilterOutputStream（OutputStream out） {
this.out = out；
}
public void write（int b） throws IOException {
out.write（b）；
}
……
}
同樣，它也是從OutputStream繼承。但是，它的構造函數很特别，需要傳遞一(yī)個OutputStream的引用給它，并且它将保存對此對象的引用。而如果沒有具體(tǐ)的OutputStream對象存在，我(wǒ)(wǒ)們将無法創建 FilterOutputStream.由于out既可以是指向FilterOutputStream類型的引用，也可以是指向 ByteArrayOutputStream等具體(tǐ)輸出流類的引用，因此使用多層嵌套的方式，我(wǒ)(wǒ)們可以爲ByteArrayOutputStream添加多種裝飾。這個FilterOutputStream類相當于Decorator模式中(zhōng)的Decorator類，它的write（int b）方法隻是簡單的調用了傳入的流的write（int b）方法，而沒有做更多的處理，因此它本質上沒有對流進行裝飾，所以繼承它的子類必須覆蓋此方法，以達到裝飾的目的。
BufferedOutputStream 和 DataOutputStream是FilterOutputStream的兩個子類，它們相當于Decorator模式中(zhōng)的 ConcreteDecorator，并對傳入的輸出流做了不同的裝飾。以BufferedOutputStream類爲例：
以下(xià)是代碼片段：
public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream {
……
private void flushBuffer（） throws IOException {
if （count 〉 0） {
out.write（buf， 0， count）；
count = 0；
}
}
public synchronized void write（int b） throws IOException {
if （count 〉= buf.length） {
flushBuffer（）；
}
buf[count++] = （byte）b；
}
……
}
這個類提供了一(yī)個緩存機制，等到緩存的容量達到一(yī)定的字節數時才寫入輸出流。首先它繼承了FilterOutputStream，并且覆蓋了父類的write（int b）方法，在調用輸出流寫出數據前都會檢查緩存是否已滿，如果未滿，則不寫。這樣就實現了對輸出流對象動态的添加新功能的目的。
總 結
在java.io包中(zhōng)，不僅OutputStream用到了Decorator設計模式，InputStream，Reader，Writer等都用到了此模式。而作爲一(yī)個靈活的，可擴展的類庫，JDK中(zhōng)使用了大(dà)量的設計模式，比如在 Swing包中(zhōng)的MVC模式，RMI中(zhōng)的Proxy模式等等。對于JDK中(zhōng)模式的研究不僅能加深對于模式的理解，而且還有利于更透徹的了解類庫的結構和組成。
