Java IO流是装饰器模式的经典实践，通过Component（InputStream等抽象类）、ConcreteComponent（FileInputStream等）、Decorator（FilterInputStream等）和ConcreteDecorator（BufferedInputStream等）四类角色实现功能解耦与自由组装。
Java IO 流是装饰器模式最经典、最直观的工业级实践。它不靠抽象说教，而是用一层套一层的包装，把“基础能力”和“增强功能”彻底解耦——你拿到的不是某个固定功能的流，而是一个可自由组装的功能链。
核心结构：四类角色在 IO 中的真实映射
理解装饰器模式，关键在于看清每个角色在 java.io 包里的具体体现：
-
Component（抽象构件）：对应
InputStream、OutputStream、Reader、Writer这些抽象基类。它们只定义统一行为（如read()、write()、close()），不关心数据从哪来、怎么优化。 -
ConcreteComponent（具体构件）：比如
FileInputStream、ByteArrayInputStream、SocketInputStream。它们负责最原始的数据源接入，不做任何加工。 -
Decorator（抽象装饰器）：就是
FilterInputStream和它的兄弟类FilterOutputStream、FilterReader、FilterWriter。它们继承自对应基类，并持有一个被包装流的引用（protected InputStream in），所有方法默认委托给内部流执行。 -
ConcreteDecorator（具体装饰器）：例如
BufferedInputStream（加缓冲）、GZIPInputStream（解压缩）、ObjectInputStream（反序列化）、LineNumberReader（行号计数）。每个类只专注一件事，通过构造函数接收上游流，再叠加自身逻辑。
典型代码链：装饰是如何“叠”出来的
装饰的本质是构造时的组合，不是运行时的配置。每层包装都发生在实例化那一刻：
InputStream fis = new FileInputStream("data.gz");
InputStream bis = new BufferedInputStream(fis); // 第一层：缓冲
InputStream gis = new GZIPInputStream(bis); // 第二层：解压
InputStream dis = new DataInputStream(gis); // 第三层：支持读取基本类型
也可以写成单行嵌套形式，更体现“包裹感”：
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InputStream input = new DataInputStream(
new GZIPInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream("data.gz")
)
)
);
调用 input.readInt() 时，请求会逐层向下传递：DataInputStream → GZIPInputStream → BufferedInputStream → FileInputStream，每一层在转发前或后插入自己的逻辑（如解压字节、填充缓冲区、解析二进制格式）。
为什么不用继承？装饰器解决了什么痛点
如果全靠继承扩展，面对 N 种数据源（文件、网络、内存、管道）和 M 种功能（缓冲、加密、压缩、校验、编码转换），子类数量将是 N × M 级别。而装饰器让组合爆炸变为线性增长：
- 新增一种数据源（如
ZipEntryInputStream），只需实现InputStream接口，无需为每种功能重写一遍； - 新增一种功能（如
AESInputStream），只需继承FilterInputStream，就能装饰任意已有流； - 功能可插拔：同一份业务代码，传入
BufferedInputStream或直接传FileInputStream，接口完全一致，仅性能不同。
自己动手写一个装饰器：加密输入流示例
掌握原理最快的方式是仿写。下面是一个轻量级的 XOR 加密装饰器：
public class XorInputStream extends FilterInputStream {
private final int key;
public XorInputStream(InputStream in, int key) {
super(in);
this.key = key;
}
@Override
public int read() throws IOException {
int b = super.read();
return (b == -1) ? -1 : b ^ key;
}
@Override
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
int n = super.read(b, off, len);
if (n > 0) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
b[off + i] ^= key;
}
}
return n;
}
}
使用方式与其他装饰器完全一致：
InputStream plain = new FileInputStream("secret.txt");
InputStream encrypted = new XorInputStream(plain, 0x5A);
// 后续读取自动解密，对上层透明
这个例子展示了装饰器的核心契约：保持接口不变，只改变行为细节。
