装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。
装饰器模式结构图
- Component(抽象构件)：它是装饰类和具体构件的公共父类（一般是接口或者抽象类）；
- ConcreteComponent(具体构件)：具它是抽象构件对象的子类，用来定义具体的构件对象（Component的子类或者具体实现）；
- Decorator(抽象装饰类)：进继承抽象构件，用于给具体的构件添加一些新的职责（一般是一个继承了Component的接口）；
- ConcreteDecoraror(具体装饰类)：实现了抽象装饰类，它负责向构件添加新的职责；
代码演示
业务场景：现我们现在模拟这样一个场景，我们点了一杯奶茶，然后给奶茶中加了冰块，加了珍珠，最后我们还想再给加点红豆，这里加红豆就使用了装饰者。
我们先来创建一个奶茶的抽象类，这个就是上面的Component角色
public interface MilkyTea {
public void recipe();
}
我们再来创建要给奶茶的具体子类，相当于ConcreteComponent
public class MilkyTeaA implements MilkyTea {
@Override
public void recipe() {
System.out.println("老板来一杯奶茶,加冰块");
}
}
接下来创建一个装饰类，相当于Decorator
public class Decorator implements MilkyTea {
private MilkyTea milkyTea;
public void setMilkyTea(MilkyTea milkyTea) {
this.milkyTea = milkyTea;
}
@Override
public void recipe() {
milkyTea.recipe();
}
}
创建装饰类的子类，添加珍珠，相当于ConcreteDecorator
public class MilkyTeaADecorator extends Decorator {
@Override
public void recipe() {
super.recipe();
//对现有类进行功能增强
recipeZZ();
}
// 加珍珠
public void recipeZZ() {
System.out.println("老板再加点珍珠吧");
}
}
创建装饰者的子类，添加红豆，相当于ConcreteDecorator
public class MilkyTeaBDecorator extends Decorator {
@Override
public void recipe() {
super.recipe();
recipeHD();
}
public void recipeHD() {
System.out.println("老板你再给加点红豆吧");
}
}
最后我们测试一下看下结果：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
MilkyTeaA milkyTea = new MilkyTeaA();
MilkyTeaADecorator milkyTeaA = new MilkyTeaADecorator();
MilkyTeaBDecorator milkyTeaB = new MilkyTeaBDecorator();
milkyTeaA.setMilkyTea(milkyTea);
milkyTeaB.setMilkyTea(milkyTeaA);
milkyTeaB.recipe();
}
}
JDK中的装饰器模式
在JDK中，IO部分的很多类用到了装饰器模式。
InputStream作为抽象构件（Component），其下面大约有如下几种具体基础构件（ConcreteComponent），从不同的数据源产生输入：
ByteArrayInputStream，从字节数组产生输入；FileInputStream，从文件产生输入；StringBufferInputStream，从String对象产生输入；PipedInputStream，从管道产生输入；SequenceInputStream，可将其他流收集合并到一个流内；
FilterInputStream作为装饰器在JDK中是一个普通类，其下面有多个具体装饰器比如BufferedInputStream、DataInputStream等。我们以BufferedInputStream为例，使用它就是避免每次读取时都进行实际的写操作，起着缓冲作用。我们可以在这里稍微深入一下，站在源码的角度来管中窥豹。
FilterInputStream内部封装了基础构件：
protected volatile InputStream in;
而BufferedInputStream在调用其read()读取数据时会委托基础构件来进行更底层的操作，而它自己所起的装饰作用就是缓冲，在源码中可以很清楚的看到这一切：
public synchronized int read() throws IOException {
if (pos >= count) {
fill();
if (pos >= count)
return -1;
}
return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
}
private void fill() throws IOException {
byte[] buffer = getBufIfOpen();
if (markpos < 0)
pos = 0; /* no mark: throw away the buffer */
else if (pos >= buffer.length) /* no room left in buffer */
if (markpos > 0) { /* can throw away early part of the buffer */
int sz = pos - markpos;
System.arraycopy(buffer, markpos, buffer, 0, sz);
pos = sz;
markpos = 0;
} else if (buffer.length >= marklimit) {
markpos = -1; /* buffer got too big, invalidate mark */
pos = 0; /* drop buffer contents */
} else if (buffer.length >= MAX_BUFFER_SIZE) {
throw new OutOfMemoryError("Required array size too large");
} else { /* grow buffer */
int nsz = (pos <= MAX_BUFFER_SIZE - pos) ?
pos * 2 : MAX_BUFFER_SIZE;
if (nsz > marklimit)
nsz = marklimit;
byte nbuf[] = new byte[nsz];
System.arraycopy(buffer, 0, nbuf, 0, pos);
if (!bufUpdater.compareAndSet(this, buffer, nbuf)) {
throw new IOException("Stream closed");
}
buffer = nbuf;
}
count = pos;
// 看这行就行了，委托基础构件来进行更底层的操作
int n = getInIfOpen().read(buffer, pos, buffer.length - pos);
if (n > 0)
count = n + pos;
}
private InputStream getInIfOpen() throws IOException {
InputStream input = in;
if (input == null)
throw new IOException("Stream closed");
return input;
}
这部分的代码很多，这里我们没有必要考虑这段代码的具体逻辑，只需要看到在BufferedInputStream的read方法中通过getInIfOpen()获取基础构件从而委托其进行更底层的操作(在这里是读取单个字节)就可以说明本文所要说的一切了。
至于I/O类库中的其他设计诸如OutputStream、Writer、Reader，是一致的，这里就不再赘述了。
简单总结
- 装饰类和被装饰类可以独立发展，而不会相互耦合。换句话说，Component类无需知道Decorator类，Decorator类是从外部来扩展Component类的功能，而Decorator也不用知道具体的构件。
- 装饰器模式是继承关系的一个替代方案。我们看装饰类Decorator，不管装饰多少层，返回的对象还是Component(因为Decorator本身就是继承自Component的)，实现的还是is-a的关系。
- 装饰模式可以动态地扩展一个实现类的功能，比如在I/O系统中，我们直接给BufferedInputStream的构造器直接传一个InputStream就可以轻松构件一个带缓冲的输入流，如果需要扩展，我们继续“装饰”即可。
但是也有其自身的缺点：
多层的装饰是比较复杂的。为什么会复杂？你想想看，就像剥洋葱一样，你剥到最后才发现是最里层的装饰出现了问题，可以想象一下工作量。这点从我使用Java I/O的类库就深有感受，我只需要单一结果的流，结果却往往需要创建多个对象，一层套一层，对于初学者来说容易让人迷惑。
理论的学习还是为了实践。实战中如果需要用到装饰器模式，可以从模仿 Java IO 部分的装饰器模式开始。模仿是创新的开始。