Filter模式(Decorator模式)
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：
一类是直接提供数据的基础InputStream，例如：
- FileInputStream
- ByteArrayInputStream
- ServletInputStream
- ...
一类是提供额外附加功能的InputStream，例如：
- BufferedInputStream
- DigestInputStream
- CipherInputStream
- ...
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);
最后，假设该文件已经用gzip压缩了，我们希望直接读取解压缩的内容，就可以再包装一个GZIPInputStream：
InputStream gzip = new GZIPInputStream(buffered);
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：
┌─────────────────────────┐
│GZIPInputStream │
│┌───────────────────────┐│
││BufferedFileInputStream││
││┌─────────────────────┐││
│││ FileInputStream │││
││└─────────────────────┘││
│└───────────────────────┘│
└─────────────────────────┘
上述这种通过一个“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：
┌─────────────┐
│ InputStream │
└─────────────┘
▲ ▲
┌────────────────────┐ │ │ ┌─────────────────┐
│ FileInputStream │─┤ └─│FilterInputStream│
└────────────────────┘ │ └─────────────────┘
┌────────────────────┐ │ ▲ ┌───────────────────┐
│ByteArrayInputStream│─┤ ├─│BufferedInputStream│
└────────────────────┘ │ │ └───────────────────┘
┌────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────┐
│ ServletInputStream │─┘ ├─│ DataInputStream │
└────────────────────┘ │ └───────────────────┘
│ ┌───────────────────┐
└─│CheckedInputStream │
└───────────────────┘
类似的，OutputStream也是以这种模式来提供各种功能：
┌─────────────┐
│OutputStream │
└─────────────┘
▲ ▲
┌─────────────────────┐ │ │ ┌──────────────────┐
│ FileOutputStream │─┤ └─│FilterOutputStream│
└─────────────────────┘ │ └──────────────────┘
┌─────────────────────┐ │ ▲ ┌────────────────────┐
│ByteArrayOutputStream│─┤ ├─│BufferedOutputStream│
└─────────────────────┘ │ │ └────────────────────┘
┌─────────────────────┐ │ │ ┌────────────────────┐
│ ServletOutputStream │─┘ ├─│ DataOutputStream │
└─────────────────────┘ │ └────────────────────┘
│ ┌────────────────────┐
└─│CheckedOutputStream │
└────────────────────┘
编写 FilterInputStream
我们也可以自己编写FilterInputStream，以便可以把自己的FilterInputStream“叠加”到任何一个InputStream中。
下面的例子演示了如何编写一个CountInputStream，它的作用是对输入的字节进行计数：
import java.io.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
byte[] data = "hello, world!".getBytes("UTF-8");
try (CountInputStream input = new CountInputStream(new ByteArrayInputStream(data))) {
int n;
while ((n = input.read()) != -1) {
System.out.println((char)n);
}
System.out.println("Total read " + input.getBytesRead() + " bytes");
}
}
}
class CountInputStream extends FilterInputStream {
private int count = 0;
CountInputStream(InputStream in) {
super(in);
}
public int getBytesRead() {
return this.count;
}
public int read() throws IOException {
int n = in.read();
if (n != -1) {
this.count ++;
}
return n;
}
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
int n = in.read(b, off, len);
if (n != -1) {
this.count += n;
}
return n;
}
}
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。