Java IO流中的设计模式

Java IO流主要使用了以下几种设计模式，其中装饰器模式是最核心、最广泛使用的

1. 装饰器模式（Decorator Pattern）

这是Java IO流中使用最核心的设计模式，用于增强原始流的功能，而不改变其接口。

• 原理：通过组合而非继承来扩展功能，可以嵌套使用多个装饰器

• 实现：FilterInputStream（输入流装饰器）和FilterOutputStream（输出流装饰器）是核心

• 典型应用：

  // 字节流装饰示例
  BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt"));
  
  // 字符流装饰示例
  BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("file.txt"), "UTF-8"));
  

• 优势：避免了为每个流子类创建专门的装饰类，实现灵活组合

2. 适配器模式（Adapter Pattern）

• 作用：解决字节流和字符流之间的接口不兼容问题
• 实现：
  • InputStreamReader：将字节流转换为字符流
  • OutputStreamWriter：将字符流转换为字节流
• 原理：通过组合方式（对象适配器），将字节流对象适配成字符流对象

3. 工厂模式（Factory Pattern）

• 应用场景：NIO中
• 典型例子：
  • Files.newInputStream()：创建InputStream对象（静态工厂）
  • Paths.get()：创建Path对象（静态工厂）
  • ZipFileSystem.getPath()：创建Path对象（简单工厂）

4. 观察者模式（Observer Pattern）

• 应用场景：NIO中的文件目录监听服务
• 实现：
  • WatchService：观察者
  • Watchable：被观察者

为什么使用装饰器模式？

"如果InputStream的子类比较少的话，这样做是没问题的。不过，InputStream的子类实在太多，继承关系也太复杂了。如果我们为每一个子类都定制一个对应的缓冲输入流，那岂不是太麻烦了。"

装饰器模式使Java IO流能够：

• 避免类爆炸（不需要为每个流子类创建专门的装饰类）
• 实现功能的灵活组合
• 保持接口一致性
• 提高代码复用率

总结：Java IO流的核心设计模式是装饰器模式，它让流的处理变得灵活、高效，能够通过简单的组合实现复杂的功能。而适配器模式则解决了字节流和字符流之间的接口兼容问题。