装饰器模式

装饰器模式用于在不修改原对象的情况下，动态增强对象能力。它通过“包装原对象”的方式，在调用前后增加额外逻辑。

为什么需要装饰器模式

假设一个文件读取器本来只负责读取内容，现在希望增加日志、缓冲、加密、统计耗时。如果直接改原类，会让原类越来越复杂。

flowchart TD
    A["原始读取器"] --> B["读取文件"]
    A --> C["新增日志"]
    A --> D["新增缓冲"]
    A --> E["新增加密"]
    A --> F["统计耗时"]

问题：

1. 原类职责变多。
2. 不同增强组合很难复用。
3. 新增强能力要修改老代码。

装饰器把增强逻辑拆成一层层包装：

flowchart TD
    A["调用方"] --> B["日志装饰器"]
    B --> C["缓冲装饰器"]
    C --> D["文件读取器"]

基本结构

角色	作用
Component	原对象和装饰器共同实现的接口
ConcreteComponent	原始对象
Decorator	持有 Component 引用
ConcreteDecorator	在调用前后增加功能

Java IO 示例

Java IO 大量使用装饰器模式。

InputStream input = new BufferedInputStream(
    new FileInputStream("demo.txt")
);

FileInputStream 负责读取文件，BufferedInputStream 增加缓冲能力。调用方看到的仍然是 InputStream。

执行流程：

flowchart TD
    A["调用 read"] --> B["BufferedInputStream"]
    B --> C{"缓冲区是否有数据"}
    C -- "有" --> D["直接返回"]
    C -- "没有" --> E["调用 FileInputStream"]
    E --> F["读取文件并填充缓冲区"]
    F --> D

代码 Demo

公共接口：

public interface DataSource {
    String read();
}

原始对象：

public class FileDataSource implements DataSource {
    @Override
    public String read() {
        return "file data";
    }
}

抽象装饰器：

public abstract class DataSourceDecorator implements DataSource {
    protected final DataSource target;

    protected DataSourceDecorator(DataSource target) {
        this.target = target;
    }
}

日志装饰器：

public class LogDataSourceDecorator extends DataSourceDecorator {
    public LogDataSourceDecorator(DataSource target) {
        super(target);
    }

    @Override
    public String read() {
        System.out.println("read start");
        String value = target.read();
        System.out.println("read end");
        return value;
    }
}

使用：

DataSource dataSource = new LogDataSourceDecorator(new FileDataSource());
String value = dataSource.read();

和代理模式区别

对比项	装饰器模式	代理模式
目的	动态叠加功能	控制访问或增强调用
关注点	功能组合	访问控制、远程代理、延迟加载、AOP
是否强调多层叠加	是	不一定
典型例子	Java IO	Spring AOP、动态代理

结构上二者都可能“包一层”，但意图不同。装饰器强调增强能力可组合，代理强调控制访问。

滥用风险

风险	后果
装饰层太多	调用链很深，调试困难
装饰器改变原语义	调用方预期被破坏
构造顺序不清楚	不同包装顺序结果不同
简单增强也手写装饰器	不如 AOP 或普通方法直观

小结

装饰器模式适合在不修改原类的情况下，为对象动态叠加能力。它的核心是“原对象和装饰器实现同一个接口”，调用方不需要知道自己拿到的是原始对象还是被增强后的对象。