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当我们想对一个类进行功能扩展的时候，最简单的方法就是继承该类然后进行修改，但是一个接口下的实现类很多，每个子类都进行继承扩展的话又会诞生很多子类，造成类爆炸的情况。

装饰器模式属于结构型设计模式，就可以做到在不改变原代码的情况下完成功能的扩展，符合OCP原则，也避免了类爆炸的情况。

Java中的IO流大量使用了装饰器模式，可以参考官方的源码进行学习。

• 在装饰器设计中，两个重要角色：装饰者与被装饰者

• 装饰器设计模式中，要求装饰者与被装饰者应实现同一个接口/同一些接口/继承同一个抽象类

• 因为实现同一个接口以后，对于客户端程序来说，使用装饰者时就像在使用被装饰者一样

• 装饰者中含有被装饰者的引用（A has a B），尽量使用has a[耦合度低一些]，不要使用is a（即组合优于继承原则）

例如我们想实现一个自己的Set，能够记录下被移除的元素，有些人可能会想到继承个set，但是我们需要注意，继承只能单继承，这样操作会使该类失去其他继承的资格，所以优先还是实现set接口而不影响原本的继承扩展。

-HistorySet.java

packageinsight;importjava.util.*;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/15 */publicclassHistorySet<E>implementsSet<E>{/* 记录Remove掉的元素 */List<E>removeList=newArrayList<>();finalSet<E>delegate;publicHistorySet(Set<E>delegate){this.delegate=delegate;}@Overridepublicintsize(){returndelegate.size();}@OverridepublicbooleanisEmpty(){returndelegate.isEmpty();}@Overridepublicbooleancontains(Objecto){returndelegate.contains(o);}@OverridepublicIteratoriterator(){returndelegate.iterator();}@OverridepublicObject[]toArray(){returnnewObject[0];}@Overridepublicbooleanadd(Objecto){returndelegate.add((E)o);}@Overridepublicbooleanremove(Objecto){booleanremove=delegate.remove(o);if(remove){removeList.add((E)o);}returnremove;}@OverridepublicbooleanaddAll(Collectionc){returnfalse;}@Overridepublicvoidclear(){}@OverridepublicbooleanremoveAll(Collectionc){returnfalse;}@OverridepublicbooleanretainAll(Collectionc){returnfalse;}@OverridepublicbooleancontainsAll(Collectionc){returnfalse;}@OverridepublicObject[]toArray(Object[]a){returnnewObject[0];}@OverridepublicStringtoString(){return"HistorySet{ "+"delegate = "+delegate.toString()+" "+"removeList = "+removeList.toString()+" }";}}

例如上面这样，这样可以自己无需实现set的功能就可以具备set的能力。而且支持手动传入set实例，由用户自己控制想要扩展的set，HashSet或者TreeSet。而如果通过继承实现该扩展功能的话，就不能这么灵活，我们需要每种实现都单独编写一个扩展类。

-Usage.java

packageinsight;importjava.util.HashSet;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/15 */publicclassUsage{publicstaticvoidmain(String[]args){HistorySet<Integer>integers=newHistorySet<Integer>(newHashSet<>());integers.add(1);integers.add(2);integers.add(3);integers.add(4);integers.add(5);integers.remove(2);integers.remove(2);integers.remove(5);System.out.println(integers);}}/* HistorySet{ delegate = [1, 3, 4] removeList = [2, 5] } */

并且我们可以反复的包，因为我们实现的本身也是一个set集合，还是能作为构造器参数传入。

packageinsight;importjava.util.HashSet;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/15 */publicclassUsage{publicstaticvoidmain(String[]args){HistorySet<Integer>integers=newHistorySet<>(newHashSet<>());HistorySet<Integer>integers1=newHistorySet<>(integers);integers1.add(1);integers1.add(2);integers1.add(3);integers1.add(4);integers1.add(5);integers1.remove(2);integers1.remove(2);integers1.remove(5);System.out.println(integers1);}}/* HistorySet{ delegate = HistorySet{ delegate = [1, 3, 4] removeList = [2, 5] } removeList = [2, 5] } */

我们可以看一下Java中的一些实现：

Collections.synchronizedCollection()

publicstatic<T>Collection<T>synchronizedCollection(Collection<T>c){returnnewSynchronizedCollection<>(c);}

===BufferedInputStream

我们自己手写一个BufferedInputStream模仿Java IO流中的缓冲输入流来提升读取效率。

-Usage.java

packageinsight.input;importjava.io.File;importjava.io.FileInputStream;importjava.time.Instant;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/16 */publicclassUsage{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{Filefile=newFile("src/main/resources/深入理解Java虚拟机（第3版).pdf");longmillisecond=Instant.now().toEpochMilli();try(FileInputStreamfileInputStream=newFileInputStream(file)){while(true){intread=fileInputStream.read();if(read==-1){break;}}}System.out.println("耗时: "+(Instant.now().toEpochMilli()-millisecond)+"ms");}}/* 耗时: 62638ms */

可以看的出来，耗时很久，基于此我们利用装饰器模式自己改造一下FileInputStream。缓冲区的核心在于我们需要读取的时候保证效率高，但是又不需要一口气读完，所以我们需要创建一个缓冲区读取文件了保存下缓存内容，需要的时候在内存中直接拿取。

-BufferedFileInputStream.java

packageinsight.input;importjava.io.IOException;importjava.io.InputStream;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/16 */publicclassBufferedFileInputStreamextendsInputStream{privatefinalInputStreamin;// 缓冲区 默认8kbbyte[]buffer=newbyte[8192];// 标志位 为-1时代表不可读 其余为读取的开始位置privateintbufferPos=-1;// 用来避免超出的读取文件privateintcapacity=-1;publicBufferedFileInputStream(InputStreaminputStream){this.in=inputStream;}@Overridepublicintread()throwsIOException{if(buffCanRead()){returnreadFromBuffer();}refreshBuffer();if(!buffCanRead()){return-1;}returnreadFromBuffer();}privateintreadFromBuffer(){returnbuffer[bufferPos++]&0xff;}privatevoidrefreshBuffer()throwsIOException{capacity=this.in.read(buffer);bufferPos=0;}privatebooleanbuffCanRead(){if(capacity==-1){returnfalse;}returnbufferPos!=capacity;}@Overridepublicvoidclose()throwsIOException{super.close();}}

packageinsight.input;importjava.io.File;importjava.io.FileInputStream;importjava.io.InputStream;importjava.time.Instant;/** * @author: wangcai * @date: 2025/12/16 */publicclassUsage{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{Filefile=newFile("src/main/resources/深入理解Java虚拟机（第3版).pdf");longmillisecond=Instant.now().toEpochMilli();try(InputStreamfileInputStream=newBufferedFileInputStream(newFileInputStream(file))){while(true){intread=fileInputStream.read();if(read==-1){break;}}}System.out.println("耗时: "+(Instant.now().toEpochMilli()-millisecond)+"ms");}}/* 耗时: 49ms */

效率大大提升，这也是官方源码中类似的用法的实践。