Java笔记之Filter模式

Filter模式

Java的IO标准库提供的InputStream根据来源可以包括:

FileInputStream:从文件读取数据,是最终数据源;
ServletInputStream:从HTTP请求读取数据,是最终数据源;
Socket.getInputStream():从TCP连接读取数据,是最终数据源;

如果我们要给FileInputStream添加缓冲功能,则可以从FileInputStream派生一个类:

BufferedFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加计算签名的功能,类似的,也可以从FileInputStream派生一个类:

DigestFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加加密/解密功能,还是可以从FileInputStream派生一个类:

CipherFileInputStream extends FileInputStream

如果要给FileInputStream添加缓冲和签名的功能,那么我们还需要派生BufferedDigestFileInputStream。如果要给FileInputStream添加缓冲和加解密的功能,则需要派生BufferedCipherFileInputStream
我们发现,给FileInputStream添加3种功能,至少需要3个子类。这3种功能的组合,又需要更多的子类:
在这里插入图片描述
这还只是针对FileInputStream设计,如果针对另一种InputStream设计,很快会出现子类爆炸的情况。
因此,直接使用继承,为各种InputStream附加更多的功能,根本无法控制代码的复杂度,很快就会失控。
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:
①直接提供数据的基础InputStream(FileInputStream、ByteArrayInputStream、ServletInputStream)
②提供额外附加功能的InputStream(BufferedInputStream、DigestInputStream)
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);

但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.
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。
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InputStreamclose()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。

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