摘要：從應(yīng)用流向目的地稱為輸出流，從目的地流向應(yīng)用稱為輸入流。裝飾器模式裝飾器模式允許向一個(gè)現(xiàn)有的對象添加新的功能，同時(shí)又不改變其結(jié)構(gòu)。以及家屬對于裝飾器模式的體現(xiàn)，也以此類推。

Java中，流是一種有序的字節(jié)序列，可以有任意的長度。從應(yīng)用流向目的地稱為輸出流，從目的地流向應(yīng)用稱為輸入流。

Java的java.io包中囊括了整個(gè)流的家族，輸出流和輸入流的譜系如下所示：

InputStream和OutputStream分別是輸入輸出流的頂級抽象父類，只定義了一些抽象方法供子類實(shí)現(xiàn)。

在輸出流OutputStream中，如果你需要向一個(gè)輸出流寫入數(shù)據(jù)，可以調(diào)用void write(int b)方法，這個(gè)方法會(huì)將b的低八位寫入流中，高24位將會(huì)被自動(dòng)忽略。如果想要批量寫入數(shù)據(jù)呢，那么可以調(diào)用void write(byte[] b) 方法將一個(gè)字節(jié)數(shù)組的內(nèi)容全部寫入流中，同時(shí)還有void write(byte[] b, int off, int len)可以讓你指定從哪里寫入多少數(shù)據(jù)。
如果你希望你向流中寫入的數(shù)據(jù)能夠盡快地輸送到目的地，比如說文件，那么可以在寫入數(shù)據(jù)后，調(diào)用flush()方法將當(dāng)前輸出流刷到操作系統(tǒng)層面的緩沖區(qū)中。不過需要注意的是，此方法并不保證數(shù)據(jù)立馬就能刷到實(shí)際的物理目的地(比如說存儲(chǔ))。
使用完流后應(yīng)該調(diào)用其close()方法將流關(guān)閉，流關(guān)閉時(shí)，將會(huì)先flush，后關(guān)閉。

在輸入流InputStream中，可以通過int read() 方法來從流中讀取一個(gè)字節(jié)，批量讀取字節(jié)可以通過int read(byte[] b)或者int read(byte[] b, int off, int len)來實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)方法的返回值為實(shí)際讀取到的字節(jié)數(shù)。如果需要重復(fù)讀取流中某段數(shù)據(jù)，可以在讀取之前先使用void mark(int readlimit)方法在當(dāng)前位置做一個(gè)記號(hào)，之后通過void reset()方法返回到之前做標(biāo)記的位置，不過在做這些標(biāo)記操作之前，需要先通過boolean markSupported()方法來確定該流是否支持標(biāo)記。如果對某些可預(yù)知的數(shù)據(jù)不感興趣，可以使用long skip(long n)來調(diào)過一些流中的一些數(shù)據(jù)。

使用完流，無論是輸入還是輸出流，都要調(diào)用其close()方法對其進(jìn)行關(guān)閉。

裝飾器模式（Decorator Pattern）允許向一個(gè)現(xiàn)有的對象添加新的功能，同時(shí)又不改變其結(jié)構(gòu)。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它是作為現(xiàn)有的類的一個(gè)包裝。

這種設(shè)計(jì)模式創(chuàng)建了一個(gè)裝飾類，用來包裝原有的類，并在保持類方法簽名完整性的前提下，提供了額外的功能。

以InputStream為例，它是一個(gè)抽象類:

public abstract class InputStream implements Closeable {
    ...
    ...
}

并定義有抽象方法

public abstract int read() throws IOException;

該抽象方法由具體的子類去實(shí)現(xiàn)，通過InputStream的族譜圖可以看到，直接繼承了InputStream，并且提供某一特定功能的子類有：

ByteArrayInputStream

FileInputStream

ObjectInputStream

PipedInputStream

SequenceInputStream

StringBufferInputStream

這些子類都具有特定的功能，比如說，F(xiàn)ileInputStream代表一個(gè)文件輸入流并提供讀取文件內(nèi)容的功能，ObjectInputStream提供了對象反序列化的功能。

InputStream這個(gè)抽象類有一個(gè)子類與上述其它子類非常不同，這個(gè)子類就是FilterInputStream，可參見上圖中的InputStream族譜圖。

翻開FilterInputStream的代碼，我們可以看到，它內(nèi)部又維護(hù)了一個(gè)InputStream的成員對象，并且它的所有方法，都是調(diào)用這個(gè)成員對象的同名方法。
換句話說，F(xiàn)ilterInputStream它什么事都不做。就是把調(diào)用委托給內(nèi)部的InputStream成員對象。如下所示：

public class FilterInputStream extends InputStream {
    protected volatile InputStream in;
    
    protected FilterInputStream(InputStream in) {
        this.in = in;
    }
    
    public int read() throws IOException {
        return in.read();
    }
    
    public int read(byte b[]) throws IOException {
        return read(b, 0, b.length);
    }
    
    public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
        return in.read(b, off, len);
    }
    
    public long skip(long n) throws IOException {
        return in.skip(n);
    }
    
    public int available() throws IOException {
        return in.available();
    }
    
    public void close() throws IOException {
        in.close();
    }
    
    public synchronized void mark(int readlimit) {
        in.mark(readlimit);
    }

    public synchronized void reset() throws IOException {
        in.reset();
    }
    
    public boolean markSupported() {
        return in.markSupported();
    }

FilterInputStream的又有其子類，分別是：

BufferedInputStream

DataInputStream

LineNumberInputStream

PushbackInputStream

雖然從上面代碼看FilterInputStream并沒有做什么有卵用的事，但是它的子類可不同了，以BufferedInputStream為例，這個(gè)類提供了提前讀取數(shù)據(jù)的功能，也就是緩沖的功能。可以看看它的read方法：

    public synchronized int read() throws IOException {
        if (pos >= count) {
            fill();
            if (pos >= count)
                return -1;
        }
        return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
    }

可以看到，當(dāng)pos>=count時(shí)，意即需要提前緩沖一些數(shù)據(jù)的時(shí)候到了，那么就會(huì)調(diào)用fill()將緩沖區(qū)加滿，以便后續(xù)讀取。由于本文只討論io流的裝飾器模式，所以關(guān)于具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)將不會(huì)展開討論，比如本文不會(huì)討論fill()方法是如何實(shí)現(xiàn)的，在這里可以先將它當(dāng)做一個(gè)黑盒子。

從這里可以開始感受到，BufferedInputStream就是一個(gè)裝飾者，它能為一個(gè)原本沒有緩沖功能的InputStream添加上緩沖的功能。

比如我們常用的FileInputStream，它并沒有緩沖功能，我們每次調(diào)用read，都會(huì)向操作系統(tǒng)發(fā)起調(diào)用索要數(shù)據(jù)。假如我們通過BufferedInputStream來裝飾它，那么每次調(diào)用read，會(huì)預(yù)先向操作系統(tǒng)多拿一些數(shù)據(jù)，這樣就不知不覺中提高了程序的性能。如以下代碼所示：

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("/home/user/abc.txt")));

同理，對于其它的FilterInputStream的子類，其作用也是一樣的，那就是裝飾一個(gè)InputStream，為它添加它原本不具有的功能。OutputStream以及家屬對于裝飾器模式的體現(xiàn)，也以此類推。

JDK中的io流的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)模式中裝飾器模式的一個(gè)經(jīng)典示范，如果細(xì)心發(fā)現(xiàn)，JDK中還有許多其它設(shè)計(jì)模式的體現(xiàn)，比如說監(jiān)聽者模式等等。