装饰器模式 (Decorator)

动态地将新的职责附加到对象上。 装饰器模式提供了比继承更灵活的替代方案——通过组合的方式为对象添加功能。

场景

• Java I/O 流：new BufferedInputStream(new FileInputStream("file.txt"))
• Spring 中的 TransactionAwareCacheDecorator
• 需要动态增加功能且避免类爆炸的场景

核心角色

角色	说明
Component（抽象组件）	定义对象接口
ConcreteComponent（具体组件）	被装饰的原始对象
Decorator（抽象装饰器）	持有 Component 引用，实现 Component 接口
ConcreteDecorator（具体装饰器）	在调用父类方法前后增加额外行为

代码示例

以动物行为为例——一只老虎本来只会跑，使用装饰器后可以飞、可以扔石头。

@Slf4j
class DecoratorPatternTest {
  @Test
  void test() {
    Tiger tiger = new Tiger();
    Living flyDecorator = new ThrowStoneDecorator(new FlyDecorator(tiger));
    flyDecorator.behave();
  }
}

interface Living {
  void behave();
}

class Tiger implements Living {


  @Override
  public void behave() {
    System.out.println("tiger behave");
  }
}

class Bird implements Living {
  @Override
  public void behave() {
    System.out.println("bird behave");
  }
}

abstract class LivingDecorator implements Living {
  Living living;

  public LivingDecorator(Living living) {
    this.living = living;
  }

  @Override
  public void behave() {
    this.living.behave();
  }
}

class FlyDecorator extends LivingDecorator {

  public FlyDecorator(Living living) {
    super(living);
  }

  @Override
  public void behave() {
    super.behave();
    System.out.println("i can fly");
  }
}

class ThrowStoneDecorator extends LivingDecorator {
  public ThrowStoneDecorator(Living living) {
    super(living);
  }

  @Override
  public void behave() {
    super.behave();
    System.out.println("i can throw stone");
  }
}

装饰器 vs 继承

特性	装饰器	继承
扩展方式	组合，运行时添加	静态编译期
灵活性	高：可以自由组合	低：类爆炸
复杂度	中等（多了一些小类）	简单（单一继承链）
典型场景	Java I/O 流	模板方法模式

优缺点

优点	缺点
✅ 比继承更灵活，可在运行时添加行为	❌ 产生大量小类，增加复杂度
✅ 符合开闭原则，无需修改源码即可扩展	❌ 多层装饰时调试困难
✅ 可以将多个装饰器组合使用	❌ 类型识别困难（外层包装的对象类型变了）

JDK 中的应用

• java.io.InputStream / FilterInputStream / BufferedInputStream
• java.io.OutputStream / FilterOutputStream / BufferedOutputStream
• java.io.Reader / FilterReader
• java.util.Collections.synchronizedList() / unmodifiableList()