从源码角度理解Java设计模式——装饰者模式

一、饰器者模式介绍

装饰者模式定义：在不改变原有对象的基础上附加功能，相比生成子类更灵活。

适用场景：动态的给一个对象添加或者撤销功能。

优点：可以不改变原有对象的情况下动态扩展功能，可以使扩展的多个功能按想要的顺序执行，以实现不同效果。

缺点：更多的类，使程序复杂

类型：结构型。

类图：

源码分析中的典型应用

• Java I/O 中的装饰者模式
• Spring Session 中的装饰者模式
• Mybatis 缓存中的装饰者模式

二、给系统添加日志，安全、限流示例

一般系统的安全、日志、限流等业务无关代码可以抽离出来，在Controller前后用切面改造，模板方法模式可以部分解决这个问题：

public abstract class BaseAspect { Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BaseCommand.class); public void execute(){ //记录日志 logger.debug("..start.."); //过滤跨站脚本攻击 paramXssAspect(); //限制速率 doRateLimit(); doBusiness(); logger.debug("..end.."); } public abstract void doBusiness(); } class PlaceOrderAspect extends BaseAspect { @Override public void doBusiness() { //下单操作 } } class PayOrderAspect extends BaseAspect { @Override public void doBusiness() { //支付操作 } }

在父类中已经把”乱七八糟“的非业务代码写好了，只留了一个抽象方法等子类去实现，子类变的很清爽，只需关注业务逻辑就可以了。

这种方式最大的缺陷就是父类会定义一切：要执行那些非业务代码，以什么顺序执行等等，子类只能无条件接受。如果有一个子类，不限制速率，那么它也没有办法把它去掉。

利用装饰者模式，针对上面的问题，可以变的很灵活。

//最高层抽象组件 interface IAspect { String doHandlerAspect(); } //基本被装饰类 class AspectImpl implements IAspect{ @Override public String doHandlerAspect() { return "裸跑代码."; } } abstract class AbstractDecorator implements IAspect{ //很重要,组合抽象构件到自己的类中 private IAspect aspect; public AbstractDecorator(IAspect aspect) {//通过IAspect构造自己 this.aspect = aspect; } @Override public String doHandlerAspect() { return this.aspect.doHandlerAspect(); } }

附加记录日志，安全，限流功能：

class LoggerAspect extends AbstractDecorator{ public LoggerAspect(IAspect aspect){ super(aspect); } @Override public String doHandlerAspect() { return super.doHandlerAspect()+"+记录日志."; } } class ParamXssAspect extends AbstractDecorator{ public ParamXssAspect(IAspect aspect){ super(aspect); } @Override public String doHandlerAspect() { return super.doHandlerAspect()+"+过滤危险字符."; } } class LimitAspect extends AbstractDecorator{ public LimitAspect(IAspect aspect){ super(aspect); } @Override public String doHandlerAspect() { return super.doHandlerAspect()+"+限流."; } }

测试一下：

public class Test { public static void main(String[] args) { IAspect aspect = new LimitAspect(new ParamXssAspect(new LoggerAspect(new AspectImpl()))); System.out.println(aspect.doHandlerAspect()); } }

运行结果：

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裸跑代码.+记录日志.+过滤危险字符.+限流.

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通过上面可以看出，装饰者模式可以任意次序组装功能，是不是很灵活？另外，也可以把上述三个功能封装成注解@Log、@ParamXss、@AccessLimit，实现可拔插。如果读者想看注解功能完整实现，可以参考我的这个项目：SpringBoot+JWT+Shiro+MybatisPlus实现Restful快速开发后端脚手架

三、源码中的装饰者模式

3.1、Java IO中是体现最明显的装饰者模式。

它基于字符流(InputStream/OutputStream) 和 字节流(Reader/Writer)作为基类，下面画出InputStream、Reader的部分类图：

这里总结几种常用流的应用场景：

流名称	应用场景
ByteArrayInputStream	访问数组，把内存中的一个缓冲区作为 InputStream 使用，CPU从缓存区读取数据比从存储介质的速率快10倍以上
StringBufferInputStream	把一个 String 对象作为。InputStream。不建议使用，在转换字符的问题上有缺陷
FileInputStream	访问文件，把一个文件作为 InputStream ，实现对文件的读取操作
PipedInputStream	访问管道，主要在线程中使用，一个线程通过管道输出流发送数据，而另一个线程通过管道输入流读取数据，这样可实现两个线程间的通讯
SequenceInputStream	把多个 InputStream 合并为一个 InputStream . “序列输入流”类允许应用程序把几个输入流连续地合并起来
DataInputStream	特殊流，读各种基本类型数据,如byte、int、String的功能
ObjectInputStream	对象流，读对象的功能
PushBackInputStream	推回输入流，可以把读取进来的某些数据重新回退到输入流的缓冲区之中
BufferedInputStream	缓冲流，增加了缓冲功能

3.2、Spring Session中的ServletRequestWrapper（Response也一样）的装饰者模式。

public class ServletRequestWrapper implements ServletRequest { private ServletRequest request;//组合抽象接口到自己的类中 public ServletRequestWrapper(ServletRequest request) {//可以构造自己 if(request == null) { throw new IllegalArgumentException("Request cannot be null"); } else { this.request = request; } } public ServletRequest getRequest() { return this.request; } public void setRequest(ServletRequest request) { if(request == null) { throw new IllegalArgumentException("Request cannot be null"); } else { this.request = request; } } //省略... }

3.3、Spring Cache中的TransactionAwareCacheDecorator的装饰者模式。

其实从类名就可以看出。

public class TransactionAwareCacheDecorator implements Cache { private final Cache targetCache;//把Cache组合到自己类中 public TransactionAwareCacheDecorator(Cache targetCache) {//通过Cache构造自己 Assert.notNull(targetCache, "Target Cache must not be null"); this.targetCache = targetCache; } public <T> T get(Object key, Class<T> type) { return this.targetCache.get(key, type); } public void put(final Object key, final Object value) { // 判断是否开启了事务 if (TransactionSynchronizationManager.isSynchronizationActive()) { // 将操作注册到 afterCommit 阶段 TransactionSynchronizationManager.registerSynchronization(new TransactionSynchronizationAdapter() { public void afterCommit() { TransactionAwareCacheDecorator.this.targetCache.put(key, value); } }); } else { this.targetCache.put(key, value); } } // ...省略... }

3.4、Mybatis中的装饰者。

Cache为抽象构件类，PerpetualCache为具体构件类，decorators包下的类为装饰类，这里没有抽象装饰类。

参考：

设计模式 | 装饰者模式及典型应用

《码农翻身》刘欣