Java笔记之Filter模式

Filter模式

Java的IO标准库提供的InputStream根据来源可以包括：

FileInputStream：从文件读取数据，是最终数据源；
ServletInputStream：从HTTP请求读取数据，是最终数据源；
Socket.getInputStream()：从TCP连接读取数据，是最终数据源；

如果我们要给FileInputStream添加缓冲功能，则可以从FileInputStream派生一个类：

BufferedFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加计算签名的功能，类似的，也可以从FileInputStream派生一个类：

DigestFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加加密/解密功能，还是可以从FileInputStream派生一个类：

CipherFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加缓冲和签名的功能，那么我们还需要派生BufferedDigestFileInputStream。如果要给FileInputStream添加缓冲和加解密的功能，则需要派生BufferedCipherFileInputStream。
我们发现，给FileInputStream添加3种功能，至少需要3个子类。这3种功能的组合，又需要更多的子类：

这还只是针对FileInputStream设计，如果针对另一种InputStream设计，很快会出现子类爆炸的情况。
因此，直接使用继承，为各种InputStream附加更多的功能，根本无法控制代码的复杂度，很快就会失控。
为了解决依赖继承会导致子类数量失控的问题，JDK首先将InputStream分为两大类：
①直接提供数据的基础InputStream（FileInputStream、ByteArrayInputStream、ServletInputStream）
②提供额外附加功能的InputStream（BufferedInputStream、DigestInputStream）
当我们需要给一个“基础”InputStream附加各种功能时，我们先确定这个能提供数据源的InputStream，因为我们需要的数据总得来自某个地方，例如，FileInputStream，数据来源自文件：

InputStream file = new FileInputStream("test.gz");

紧接着，我们希望FileInputStream能提供缓冲的功能来提高读取的效率，因此我们用BufferedInputStream包装这个InputStream，得到的包装类型是BufferedInputStream，但它仍然被视为一个InputStream：

InputStream buffered = new BufferedInputStream(file);

但无论我们包装多少次，得到的对象始终是InputStream，我们直接用InputStream来引用它，就可以正常读取.
这种通过一个“基础”组件再叠加各种“附加”功能组件的模式，称之为Filter模式（或者装饰器模式：Decorator）。它可以让我们通过少量的类来实现各种功能的组合。
注意到在叠加多个FilterInputStream，我们只需要持有最外层的InputStream，并且，当最外层的InputStream关闭时（在try(resource)块的结束处自动关闭），内层的InputStream的close()方法也会被自动调用，并最终调用到最核心的“基础”InputStream，因此不存在资源泄露。