Java 装饰器模式详解

一、模式定义

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种‌结构型设计模式‌，通过组合（而非继承）动态扩展对象功能，保持接口一致性且遵循开闭原则。其核心思想是‌运行时功能叠加‌，典型应用包括Java I/O流体系（如BufferedInputStream包装FileInputStream）。

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二、核心角色

‌角色‌	‌职责‌	‌示例‌
Component	定义被装饰对象的抽象接口（如InputStream）	Coffee接口
ConcreteComponent	实现基础功能的具体类（如FileInputStream）	SimpleCoffee类
Decorator	持有Component引用并实现其接口的抽象装饰类	CoffeeDecorator抽象类
ConcreteDecorator	添加具体扩展功能（如加密、缓冲等）	MilkDecorator类

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⚙️ 三、实现原理

1. ‌基础结构‌
   装饰器与被装饰对象实现相同接口，通过嵌套包装实现功能叠加：

   // 抽象组件
   interface DataSource {
       void writeData(String data);
       String readData();
   }
   
   // 具体组件
   class FileDataSource implements DataSource {
       // 基础实现...
   }
   
   // 抽象装饰器
   abstract class DataSourceDecorator implements DataSource {
       protected DataSource wrappee;
       public DataSourceDecorator(DataSource source) {
           this.wrappee = source;
       }
   }
   
   // 具体装饰器：加密功能
   class EncryptionDecorator extends DataSourceDecorator {
       @Override
       public void writeData(String data) {
           wrappee.writeData(encrypt(data)); // 功能增强
       }
       private String encrypt(String data) { /*...*/ }
   }
   

2. ‌客户端调用‌
   通过多层嵌套实现功能组合：

   Coffee coffee = new SugarDecorator(new MilkDecorator(new SimpleCoffee()));
   System.out.println(coffee.getDescription()); // 输出："咖啡 + 牛奶 + 糖"
   

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四、模式优势

1. ‌灵活扩展‌：动态添加/撤销功能，避免继承导致的子类爆炸。
2. ‌透明性‌：装饰后对象与原对象接口一致，客户端无感知。
3. ‌符合开闭原则‌：无需修改原有代码即可扩展功能。

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⚠️ 五、适用场景

1. ‌需要动态扩展功能‌（如为咖啡添加调料、为数据流增加缓冲）。
2. ‌无法使用继承‌（如final类或需多维度扩展）。
3. ‌避免复杂子类层次‌（如GUI组件样式组合）。

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六、与其他模式对比

‌对比项‌	‌装饰器模式‌	‌代理模式‌
‌目的‌	增强对象功能	控制对象访问（如延迟加载、权限校验）
‌调用关系‌	装饰器调用被装饰对象	代理类隐藏真实对象实现
‌典型应用‌	Java I/O流、Spring AOP增强	MyBatis Mapper代理、RPC远程调用

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七、注意事项

1. ‌避免过度装饰‌：多层嵌套可能降低代码可读性和性能。
2. ‌与继承的权衡‌：简单功能扩展可直接用继承，复杂组合场景用装饰器。
3. ‌接口一致性‌：确保所有装饰器实现统一接口，否则会破坏透明性。

通过合理使用装饰器模式，可显著提升代码的扩展性和维护性，尤其在需要动态功能组合的场景中优势明显。