Java中InputStream装饰器模式的大家族

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本文写在po主初学JAVA时，在学习inputStream摸不着头脑，受Java IO-InputStream家族 -装饰者模式一文启发，所以在理清思路时写下本文。因为初学，如有错误，望指正。

因为和输入流与之对应的还有输出流（即OutputStream），在此只针对输入流InputStream讨论。

1. 家族老大：

一说起家族中的老大，InputStream自然是当仁不让，在java的输入流操作的类中，衍生出的基本子类有，可以理解为这些都是InputStream它的孩子（子类）：

InputStream作为所有输入流中的超类，包含从输入流读取数据的基本方法，所有的具体类都包含了这些方法，例如read()方法，它将读取一个字节并将其以int类型返回，当到达输入流的结尾时，返回-1，因此我们常常这样操作：

byte data;
while ((data = (byte) bis.read()) != -1) {
    // 当没有达到输入流的结尾时，继续读取并打印转换成char类型的字符：
    System.out.print((char) data);
}

这段代码不了解不要紧，现在我们开始正式介绍InputStream家族。

2. 家族孩子：

家族中的子类各司其职，老大FileInputStream处理文件流，老二ByteArrayInputStream处理字节数组流...

例如，我们来看下老大是怎么工作的：

import java.io.*;
import java.util.Date;

public class FileInputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        try {
            // 创建FileInputStream对象：
            FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\text.txt");
            // 得到起始时间：
            long start = System.currentTimeMillis( );
            byte byteData;
            while ((byteData = (byte) bis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) byteData);
            }
            // 得到读取后的结束时间：
            long end = System.currentTimeMillis( );
            // 计算出读取的时间：
            long diff = end - start;
            System.out.println("读取的时间时间共：" +  diff);
            fis.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

工作完成后，我们可以得到老大干完活的花费的时间为：1097，但是家族老大嫌这家伙干活太慢了。老大无奈，叫来了它的弟弟老二BufferedInputStream，俗话说啊，兄弟齐心，其利断金。果不其然，兄弟俩一块干活效率果然加快了不少：

在如下的代码中我们可以看到，通过将FileInputStream放到BufferedInputStream中的构造方法中去创建BufferedInputStream对象，这样FileInputStream也就具有了缓存的输入流功能。

public class BufInputStream {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        try {
            // 通过缓冲区数据向输入流添加功能，维护一个内部缓冲区以存储从底层输入流读取的字节：
            BufferedInputStream bis  = new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\text.txt"));
            long start = System.currentTimeMillis( );
            byte byteData;
            while ((byteData = (byte) fis.read()) != -1) {
                System.out.print((char) byteData);
            }
            long end = System.currentTimeMillis( );
            long diff = end - start;
            System.out.println("读取的时间时间共：" +  diff);
            bis.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

现在我们来看下兄弟俩一块工作花费的时间吧：281。嘿！果然快了不少！看来增加缓冲流的功能的效果的确十分明显。

这下老二在家族的名声增大了不少，许多的兄弟都找他搭档干活了。

3. 总结：

通过上文的假设，我们可以明白了在io-InputStream的家族中，采用了装饰者的设计模式，即不改变原类文件和使用继承的前提下，动态地扩展一个对象的功能（比如说这里的支持缓冲流），通过创建一个包装对象（这里的BufferedInputStream），也就是装饰包裹真实的对象。

例如我们还可以也ByteArrayInputStream中修饰PushbackInputStream类：

PushbackInputStream  pbi = new PushbackInputStream (new ByteArrayInputStream(b));

ByteArrayInputStream是处理字节数组流；PushbackInputStream是向输入流中添加功能，允许使用unread()方法推回读取的字节。这样我们就可以使用pbi对象处理字节数组，还具有推回读取字节的功能了：

import java.io.*;

public class BAStreamAndPBStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        byte[] b = {1,2,3};
        PushbackInputStream  pbi = new PushbackInputStream (new ByteArrayInputStream(b));
        int result;
        while ((result = pbi.read()) != -1) {
            System.out.print(result + " ");
            pbi.unread(result);
            pbi.read();
            System.out.print(result + " ");
        }
        pbi.close();
    }
}

// 运行结果为：
// 1 1 2 2 3 3 

好了，有关InputStream的大家族到这里介绍完了！如果你还有不明白的，可以阅读一下文章Java IO-InputStream家族 -装饰者模式。