IO 類圖
小帥最近在學Java的IO類庫，這麼多類看得小帥人頭昏眼花，經常是學了這個類，忘了那個類，再過一陣子就全忘了。。。編程
每次用到的時候，小帥都要從新讀文檔，看代碼，如此循環，身心疲憊。設計模式
小帥沒辦法只好向好朋友小會求助：IO類庫太複雜了，我毫無頭緒，能不能幫我梳理一下？緩存
小會想了一下，說道：整體來講IO類庫分爲兩大類：字節流和字符流，字節流是按字節讀取數據，字符流是按字符讀取數據。微信
小帥不解：全部的數據在計算機中都是二進制表示的，都用字節來讀取不就好了嗎？編碼
爲何還要加個字符流，我用字節讀出來，再轉成字符不行嗎？url
小會說：Java中的字符都是用Unicode表示的，即對應一個數字，也就是碼點。spa
若是咱們用二進制的字節流讀出來是沒法看懂的，咱們須要用對應的編碼格式（好比：UTF-8，UFT-16等）轉換成咱們可讀的字符。.net
字符流就是專門用來讀寫人們可讀的字符的，這樣會方便不少，一步到位，不用再手工轉換成字符了。設計
我把IO類都放在一張圖裏，這樣看上去就清爽了：3d
小帥：仍是好多類啊。。。
小會：別急，咱們往下看。
看個例子
咱們看一下用字節流，把int數據1到9，寫進txt文件的例子：
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("text.txt");
DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream);
for(int i = 0; i < 10; i++) {
dataOutputStream.writeInt(i);
}
dataOutputStream.close();
text.txt文件內容：
裏面保存的都是二進制數據，可是咱們是用int的數據類型寫進去的（dataOutputStream.writeInt(i);），而不是以二進制的格式寫進去的。
小帥疑惑：爲何要用 DataOutputStream寫入int數據呢？
我直接用 FileOutputStream 不能寫嗎？
DataOutputStream有什麼做用呢？
小會微微一笑：若是不用DataOutputStream也能夠，不過要本身拼成int數據類型的格式，一個int類型佔四個字節。
好比1用二進制表示就是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001，用十六進制表示就是 00 00 00 01。
咱們試一下用 FileOutputStream 寫入int數字 0,1,2：
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream("text.txt");
// int 0
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
// int 1
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(1);
// int 2
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(0);
outputStream.write(2);
outputStream.close();
寫入結果：
若是用DataOutputStream 寫就是：dataOutputStream.writeInt(0)，dataOutputStream.writeInt(1)，dataOutputStream.writeInt(2)，這樣是不簡單不少呢？
小帥彷佛有點懂了：我知道了，DataOutputStream 是對 FileOutputStream 類功能的加強，讓FileOutputStream 類更增強大，起到了裝飾的做用。
小會開心道：你說到重點了，IO類看似凌亂，其實有一個精巧的設計模式，貫穿其中，把這麼多類有序的組織起來了。
這個設計模式是理解IO類的鑰匙，你知道是哪個設計模式嗎？
裝飾者模式？小帥疑惑道。
裝飾者模式
是的，就是裝飾者模式，我之前寫過一篇介紹裝飾者模式的文章，能夠點開看看： 裝飾模式--小美的生日蛋糕 。
裝飾者模式的類圖：
OutputStream家族類：
這裏的FilterOutputStream類就是裝飾模式中的抽象裝飾類。
它的子類BufferedOutputStream，DataOutputStream，PrintStream就是具體的裝飾類，起到了功能加強的做用。
它們自己並無實現寫數據的功能。
看下FilterOutputStream的代碼：
寫數據的功能是靠被修飾的類實現的，這裏的OutputStream out 是要從外面傳進來的：
DataOutputStream的writeInt方法實現了功能的加強，能夠直接寫int類型的數據：
BufferedOutputStream類實現了緩存的功能加強：
也就是說裝飾類是給主類錦上添花，主類是錦，裝飾類是花，花不能代替錦，主要的功能還得靠「錦」實現的。
清晰起來了
同理咱們來看看其餘流：
InputStream家族類：
Writer家族類：
小帥一眼看出了問題：奇怪，FilterWriter裝飾類怎麼沒有子類呢？是否是Writer家族沒有用裝飾模式呢？
小會微微一笑：不是的，其實仍是用了裝飾模式，只是實現的方式有點不同，例如OutputStreamWriter類：
實際上是對OutputStream類的裝飾，換句話說字符流的底層實際上是調用了字節流。
這也很容易理解，由於計算機只能處理二進制數據，本質上仍是經過字節流實現的。
Reader家族類：
FilterReader充當了抽象裝飾類，PushbackReader是具體的裝飾類。
一樣的InputStreamReader類其實也實現了裝飾模式：
再看個例子
public static void main(String[] args) throws IOException {
try(BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("把酒問月·故人賈淳令予問之.txt")))) {
writer.write("青天有月來幾時？我今停杯一問之。");
writer.newLine();
writer.write("人攀明月不可得，月行卻與人相隨。");
writer.newLine();
writer.write("皎如飛鏡臨丹闕，綠煙滅盡清輝發。");
writer.newLine();
writer.write("但見宵從海上來，寧知曉向雲間沒。");
writer.newLine();
writer.write("白兔搗藥秋復春，嫦娥孤棲與誰鄰。");
writer.newLine();
writer.write("今人不見古時月，今月曾經照古人。");
writer.newLine();
writer.write("古人今人若流水，共看明月皆如此。");
writer.newLine();
writer.write("惟願當歌對酒時，月光長照金樽裏。");
}
try(BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("把酒問月·故人賈淳令予問之.txt")))) {
String line;
while((line = reader.readLine()) != null) {
System.out.println(line);
}
}}
輸出：
青天有月來幾時？我今停杯一問之。
人攀明月不可得，月行卻與人相隨。
皎如飛鏡臨丹闕，綠煙滅盡清輝發。
但見宵從海上來，寧知曉向雲間沒。
白兔搗藥秋復春，嫦娥孤棲與誰鄰。
今人不見古時月，今月曾經照古人。
古人今人若流水，共看明月皆如此。
惟願當歌對酒時，月光長照金樽裏。
OutputStreamWriter加強了FileOutputStream，讓它擁有了直接寫字符的能力，BufferedWriter加強了OutputStreamWriter，讓它擁有了緩存的能力。
一樣的，InputStreamReader加強了FileInputStream，讓它擁有了直接讀字符的能力，BufferedReader加強InputStreamReader，讓它擁有了緩存的能力。
最後的話
Java的IO類庫之前我也看得一臉懵逼，老是以爲太繁瑣，太難記了。後來學了裝飾者模式才知道，要搞懂Java的IO類庫，其實重點是要搞懂裝飾者模式。
若是不懂裝飾者模式，看多少次也不會理解爲何要這麼設計。
當一把鎖被鎖上的時候，你一直盯着鎖看是沒有用的，由於鑰匙確定不是插在鎖上，必定要去別的地方找鑰匙啊。
本文分享自微信公衆號 - 編程我也會（zhanyingda）。
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