1. 裝飾器模式

1.1 簡(jiǎn)介

??Decorator模式就是在不改變?cè)愇募褪褂美^承的情況下,動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展一個(gè)對(duì)象的功能。這些功能需要由用戶動(dòng)態(tài)決定加入的方式和時(shí)機(jī)墓猎，Decorator提供了"即插即用"的方法胡诗，在運(yùn)行期間決定何時(shí)增加何種功能邓线。

??通過創(chuàng)建一個(gè)包裝對(duì)象(裝飾)淌友，來包裹真實(shí)的對(duì)象。軟件開發(fā)的某個(gè)階段和裝修房子像極了骇陈！系統(tǒng)的基本功能實(shí)現(xiàn)后震庭，需要完善功能和修飾界面，但基本功能和流程框架不會(huì)做大的改動(dòng)你雌。房屋的裝修器联，是在毛胚房的基礎(chǔ)上層層 wrapper（包裝），先刷刷墻面漆婿崭，再鋪鋪木地板拨拓，再購置家具布置一下等，可以看作是對(duì)毛胚房層層包裝氓栈。所以Decorator 設(shè)計(jì)模式也被稱為 Wrapper 設(shè)計(jì)模式渣磷。

1.2

??Decorator 設(shè)計(jì)模式正如毛胚房的裝修，不會(huì)改變?cè)叻康幕究蚣懿疲皇窃黾有碌耐庥^幸海、功能等，且隨著時(shí)間的推移奥务，可以不斷的實(shí)施裝修工程：增加新的家具物独、根據(jù)心情換換新鮮的墻紙等等。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中氯葬，擴(kuò)展系統(tǒng)的原有功能也可以采用繼承挡篓、組合的方式。繼承也不會(huì)改變毛胚房（父類）帚称，但是由于裝修工程的復(fù)雜和很多不可預(yù)測(cè)的改變官研，比如不同墻紙和地板樣式的組合數(shù)量簡(jiǎn)直無法想想，難道我們要為每一種組合都定義一個(gè)子類嗎闯睹？顯然這是不現(xiàn)實(shí)的戏羽，即通過繼承的方式來應(yīng)對(duì)未來的功能和外觀改變通常是吃力不討好的事情。組合的方式也不可取楼吃，因?yàn)檫@要求不斷的修改父類的結(jié)構(gòu)始花，相當(dāng)于對(duì)毛胚房大動(dòng)干戈，房屋的可維護(hù)性和可靠性就大大降低了孩锡。

??讓我們回顧一下設(shè)計(jì)模式的重要原則：Classes should be open for extenstion, but closed for modification酷宵。Decorator 設(shè)計(jì)模式很好的詮釋了這個(gè)原則。

1.3 Decorator模式結(jié)構(gòu)

Decorator模式uml：

Decorator模式uml.png

Decorator模式角色：

• Component為統(tǒng)一接口躬窜，也是裝飾類和被裝飾類的基本類型浇垦。
• ConcreteComponent為具體實(shí)現(xiàn)類，也是被裝飾類荣挨，他本身是個(gè)具有一些功能的完整的類男韧。
• Decorator是裝飾類朴摊，實(shí)現(xiàn)了Component接口的同時(shí)還在內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)ConcreteComponent的實(shí)例，并可以通過構(gòu)造函數(shù)初始化煌抒。
• ConcreteDecorator是具體的裝飾產(chǎn)品類仍劈，每一種裝飾產(chǎn)品都具有特定的裝飾效果。

2. Decorator模式示例

??我們以毛胚房的裝修為例寡壮，我們可以在毛坯房的基礎(chǔ)上刷墻漆贩疙、鋪地板、安裝電器等等况既。

Component接口：

public interface Room {
 public String showRoom();
}

毛坯房 ConcreteComponent：

public class BlankRoom implements Room {
 
    @Override
 public String showRoom() {
 return "毛坯房";
 }
}

虛擬裝修器RoomDecorator：

// 裝修工程的模板
abstract public class RoomDecorator implements Room {
 // wrapper 的具體體現(xiàn)这溅，每個(gè)獨(dú)立的裝修工序都是在上一個(gè)裝修工序
 // 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，裝修就是這樣層層包裝完成的
 protected Room roomToBeDecorated;
 
 public RoomDecorator(Room roomToBeDecorated) {
 this.roomToBeDecorated = roomToBeDecorated;
 }
 
 @Override
 public String showRoom() {
 // 委托（delegate）
 return roomToBeDecorated.showRoom();
 }
}

PaintedDecorator：

 public PaintedDecorator(Room roomToBeDecorated) {
 super(roomToBeDecorated);
 }
 
 public String showRoom(){
 doPainting();
 return super.showRoom() + "刷墻漆"; 
 }
 
 // 刷墻漆
 private void doPainting(){}
 
}

FlooredDecorator：

public class FlooredDecorator extends RoomDecorator {
 public FlooredDecorator(Room roomToBeDecorated) {
 super(roomToBeDecorated);
 }
 
 
 public String showRoom(){
 doFlooring();
 return super.showRoom() + "鋪地板";
 }
 
 // 鋪地板
 private void doFlooring(){}
}

調(diào)用示例：

 public static void main(String[] args) {
 // 毛胚房
 Room blankRoom = new BlankRoom(); 
 
 // 刷了墻的毛胚房
 Room paintedRoom = new PaintedDecorator(new BlankRoom()); 
 
 // 先刷墻再鋪地板的毛胚房
 // 注意到連續(xù)的 new 操作棒仍，這就是 wrapper悲靴，最內(nèi)層的一般是毛胚房
 Room paintedAndFlooredRoom = new FlooredDecorator(new 
PaintedDecorator(new BlankRoom()));
 
 // 先鋪地板再刷墻的毛胚房
 Room flooredAndPaintedRoom = new PaintedDecorator(new 
FlooredDecorator(new BlankRoom()));
 
 System.out.println(blankRoom.showRoom());
 System.out.println(paintedRoom.showRoom());
 System.out.println(paintedAndFlooredRoom.showRoom());
 System.out.println(flooredAndPaintedRoom.showRoom());
 }

Decorator模式優(yōu)點(diǎn)：

• 裝飾器模式和繼承的共同特點(diǎn)就是擴(kuò)展對(duì)象的功能，而裝飾器模式比靜態(tài)繼承更加靈活.
• 通過使用不同的具體裝飾器類莫其，及其不同的排列組合癞尚，可以產(chǎn)生出大量不同的組合.
• 避免在層次結(jié)構(gòu)高層的類有太多的特征
• Decorator與其他的Component不一樣，Decorator說一個(gè)透明的包裝乱陡。

Decorator模式缺點(diǎn)：

• 會(huì)出現(xiàn)一些小類（小程序）浇揩，過度使用會(huì)使程序變得復(fù)雜.

3. CDI 對(duì) Decorator模式的支持

??Decorator 設(shè)計(jì)模式雖然降低了需求變更對(duì)軟件開發(fā)的影響，但是通過層層包裝憨颠，即層層 new 操作創(chuàng)建對(duì)象的方式不夠優(yōu)雅胳徽。CDI 容器可以管理組件的生命周期，在大部分情況下我們無須通過 new 操作創(chuàng)建所需要的對(duì)象爽彤。CDI 中的 Decorator/Delegate 注解很大程度上簡(jiǎn)化了 Decorator 設(shè)計(jì)模式的代碼編寫量养盗，比如實(shí)現(xiàn)上面相同的功能，借助于 CDI适篙，就無須 RoomDecorator 這個(gè)抽象類了往核，所有的 Decorator 類直接實(shí)現(xiàn) Room 接口并使用注解聲明為 Decorator 即可，比如 PaintedDecorator 類：

** PaintedDecorator：**

import javax.decorator.Decorator;
import javax.decorator.Delegate;
import javax.inject.Inject;
 
@Decorator
public class PaintedDecorator implements Room {
 
 @Inject
 @Delegate
 Room roomToBeDecorated;
 
 public String showRoom(){
 doPainting();
 return roomToBeDecorated.showRoom() + "刷墻漆"; 
 }
 
 // 刷墻漆
 private void doPainting(){}
}

** RoomController 中是這樣使用 Decorator 類的：**

import javax.inject.Inject;
import javax.inject.Named;
 
@Named("room")
public class RoomController {
 
 @Inject
 Room room;
 
 public String showRoom(){
 return room.showRoom();
 }
}

??一切看起來簡(jiǎn)單多了嚷节，秘密就在于 CDI 的 beans.xml 文件铆铆，CDI 會(huì)根據(jù) beans.xml 文件中對(duì) Decorator 的聲明順序加載并構(gòu)造相應(yīng)的 Decorator 對(duì)象，完全復(fù)現(xiàn)了傳統(tǒng)方式的 Decorator 模式中通過 new 操作層層包裝“毛胚房”的過程丹喻。

beans.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 
<beans xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="
 http://java.sun.com/xml/ns/javaee
 http://java.sun.com/xml/ns/javaee/beans_1_0.xsd">
 
 <!-- To activate CDI decorator, it must be specified below -->
 <decorators>
 <class>cn.edu.sdut.r314.PaintedDecorator</class>
 <class>cn.edu.sdut.r314.FlooredDecorator</class>
 </decorators>
</beans>

??完整的 CDI 版本的 Decorator 示例參見：https://github.com/subaochen/weld-tutorial，具體運(yùn)行方式參見其中的 README.md 文件翁都。

4. Decorator模式實(shí)際應(yīng)用

??在 Java IO API 中碍论，其實(shí)大量的使用了 Decorator 模式。試想一下柄慰，不同的輸入輸出源鳍悠，對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)的不同處理方式和不同流程税娜，Decorator 模式正是大顯身手的時(shí)候〔匮校基礎(chǔ)的輸入輸出類就好比是毛胚房敬矩，比如下面的用法：

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("filename"));

??在Java IO 模式圖中可以更清楚的了解 Java IO 是如何使用 Decorator 模式的。
Java IO 模式圖：

Java IO 模式圖.png

??根據(jù)Java IO模式圖中的Decorator 模式蠢挡，我們可以實(shí)現(xiàn)一個(gè) Java IO 的 Decorator弧岳，比如讀入一個(gè)文件，將每個(gè)字母的 ASCII 碼都后移一位业踏，代碼如下：

** EncodeInputStream：**

public class EncodeInputStream extends FilterInputStream {
 protected EncodeInputStream(InputStream in) {
 super(in);
 } 
 
 public int read() throws IOException {
 int c = super.read();
 return c + 1;
 } 
}

** 調(diào)用示例：**

public class EncodeInputStream extends FilterInputStream {
public class InputTest {
 public static void main(String[] args) {
 int c;
 try {
 InputStream in = new EncodeInputStream(new 
BufferedInputStream(InputTest.class.getResourceAsStream("test.txt")));
 while ((c = in.read()) >= 0) {
 System.out.print((char) c); 
 }
 in.close();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 } 
}

??執(zhí)行后的輸出結(jié)果是（test.txt 文件的內(nèi)容是 hello,world!）：ifmmp!xpsme"禽炬。Java IO 的 Decorator 在 CDI 環(huán)境下和傳統(tǒng)環(huán)境下寫法上沒有多大區(qū)別，只是一般在 CDI 環(huán)境下自己寫的 Decorator 可以當(dāng)作組件使用勤家，即可以通過 Decorator 的類型而不是名稱查詢組件而已腹尖，不再贅述。