流行框架源码分析(16)-Decorator装饰模式
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今天要讲装饰模式其实跟之前的代理模式实现上有点相似，但是在使用上会有些不同，在我理解上呢，代理侧重对被代理对象的功能修改，同时限制了其他类对被代理对象的访问。然而装饰模式更侧重被装饰对象功能的嵌套增强且不限制其他类对被装饰对象的访问，为什么这么说呢？在等会要讲的IO流你就知道，为了增强功能，IO流可以嵌套多层来增强功能而且可以单独使用。这里我们首先看下装饰模式的UML类图,今天不画，直接copy一张：
装饰模式
角色介绍:
- Component:抽象组件，可以是一个接口或抽象类，是被装饰的原始对象;
- ConcreteComponent:组件的具体实现类。是被装饰的具体对象，就像上面英文说的这是我们要动态添加行为的类。
- Decorator:抽象装饰者，职责是装饰被装饰的对象。内部一定有一个对被装饰者的引用。一般情况下也是一个抽象类，根据具体逻辑实现不同的子类。如果逻辑简单可以直接是实现类。
- ConcreteDecorator:具体装饰者类，装饰者可以添加新的方法，而且能在原有的方法前面或者后面添加新的行为。
一.目标
今天有一个目标也是以前自己学IO流时候留下的问题，因为以前学IO流的时候总感觉怎么这么多类嵌套来嵌套去，感觉都用不起来。那么今天目标就是：
1.从装饰模式看IO流的使用；
2.明白装饰模式在什么场景下使用。
二.模式讲解
我们这里也来想象一个场景，比如你今天要去参加一个party，你挑了一件T恤，一条牛仔，一双奥康皮鞋准备出席。然后出门发现天气挺冷，所以进门加了件毛衣，然后走到路上，发现大家穿着时髦，所以想了想，赶紧去店里买了个帽子，然后出席了party。所以我们首先来看抽象组件角色：
public interface Component {
void decorate();
}
然后我们看下我们具体的组件角色：
public class PersonComponent implements Component {
@Override
public void decorate() {
System.out.println("我穿了一件T恤，一条牛仔，一双奥康皮鞋");
}
}
可以看到这个组件是可以独立运行的，已经是完整的实现了。但是如果我们这是要增加他的功能呢？我们接下来看抽象装饰者角色：
public abstract class Decorator implements Component {
private Component component;
public Decorator(Component component) {
this.component = component;
}
@Override
public void decorate() {
if (null != component) {
component.decorate();
}
}
}
可以看到这个抽象装饰者实现了Component，并且持有了Component的一个引用。同时调用了组件的decorate()方法。然后我们分别看下两个具体的装饰类：
public class SweaterDecorator extends Decorator {
public SweaterDecorator(Component component) {
super(component);
}
@Override
public void decorate() {
super.decorate();
System.out.println("加了件毛衣");
}
}
还有一个是帽子的装饰类：
public class HatDecorator extends Decorator {
public HatDecorator(Component component) {
super(component);
}
@Override
public void decorate() {
super.decorate();
System.out.println("加个帽子");
}
}
可以看到各个角色非常明显，然后我们看下使用：
Decorator hatDecorator = new HatDecorator(new SweaterDecorator(new PersonComponent()));
hatDecorator.decorate();
看到这里你是不是很自然地想起来I/O流的使用方法。那么我们就引出我们的I/O流的使用。
1.I/O流的使用方法
我们这里先来看几张I/O流的族谱，首先我们来看字节流的族谱：
OutputStream
然后我们再来看InputStream的继承结构：
InputStream
从图中我们可以很清楚地看到几个装饰者模式的角色。我们以InputStream为例来分析，首先我们看到这里的InputStream就是装饰者模式里面的Component角色，看看他的实现：
public abstract class InputStream implements Closeable {
......
}
这个InputStream里面有一些方法：
方法
然后接着看具体组件角色ConcreteComponent这里分别有：
ByteArrayInputStream
FileInputStream
ObjectInputStream
PipedInputStream
SequenceInputStream
StringBufferInputStream
这里的具体组件角色都有他特定的功能，比如说，FileInputStream代表一个文件输入流并提供读取文件内容的功能，ObjectInputStream提供了对象反序列化的功能。他们都是可以独立使用的具体组件角色。接着我们看到抽象装饰者角色Decorator,这里就是FilterInputStream，我们来看下他的实现:
public class FilterInputStream extends InputStream {
protected volatile InputStream in;
protected FilterInputStream(InputStream in) {
this.in = in;
}
public int read() throws IOException {
return in.read();
}
.....
}
可以看到这个抽象装饰者角色持有了具体组件角色的引用，然后调用了具体组件角色的方法。然后我们看到继承结构中具体装饰者ConcreteDecorator有四个：
BufferedInputStream
DataInputStream
LineNumberInputStream
PushbackInputStream
我们这里以BufferedInputStream为例，我们看下他的read()方法：
public synchronized int read() throws IOException {
if (pos >= count) {
fill();
if (pos >= count)
return -1;
}
return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}
这里的方法逻辑就是如果pos>=count,那么我们就开始填充缓存，在fill()方法里面会调用InputStream来读数据到缓存里面，否则直接从缓存里面读取。这里我们不详细展开，我们知道BufferedInputStream就是一个具体装饰者角色，它能为一个原本没有缓冲功能的InputStream添加上缓冲的功能。
有了上面的的基础我们就知道怎么使用I/O流了，FileInputStream这个具体组件角色本来是没有缓存功能的，但是我们在读取文件的时候我们希望他有缓存功能，所以我们就可以用装饰模式来使用他：
InputStream in = new FileInputStream("test.txt");
// 字节缓存流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(in);
byte[] bs = new byte[20];
int len = 0;
while ((len = bis.read(bs)) != -1) {
System.out.print(new String(bs, 0, len));
// ABCD
// hello
}
// 关闭流
bis.close();
所以以后我们以此类推，我们就可以使用好我们的I/O流了。
2.Android中的装饰者模式
Context继承结构图
这边选择了一张看着比较清楚的图，我们这里不展开讲，只是说说这里面的装饰者模式的角色。
1.抽象组件角色：Context
2.具体组件角色：ContextImpl
3.抽象装饰角色：ContextWrapper
4.具体装饰角色：Service，Application，ContextThemeWrapper
这里的角色非常清晰明显，具体的代码大家可以自己去看看。
总结：装饰模式在使用中还是非常广泛和容易的，如果你有需求正好是对一个已有的类进行功能增强的话，那么你可以考虑考虑这个设计模式是不是适用，设计模式就是用的多了才有感觉，希望大家一起努力哈。
