深入理解JavaIO中的装饰者模式（下）

在上一篇讨论的基础上，我们将进一步探索Java IO体系中Reader与InputStream之间的联系。

Reader（及其对应的Writer）提供了对Unicode字符的支持，实现了面向字符的输入输出功能。这一设计的主要目的是为了增强Java程序的国际化能力，因为早期的IO流（如InputStream和OutputStream）仅能处理8位的字节流，无法有效支持16位的Unicode字符（Java中的char类型正是16位）。因此，在JDK1.1版本中引入了Reader和Writer类来解决这个问题。

Reader和Writer同样采用了装饰者模式进行设计，其结构与InputStream和OutputStream非常相似，包括类名的设计也保持了一致性。

一、探究Reader的内部结构

1. 抽象顶层类：java.io.Reader，作为所有字符输入流的基类。
2. 适配器类：InputStreamReader，用于将字节流转换为字符流，是Reader的一个子类。
3. 基本输入类：
StringReader, PipedReader, CharArrayReader, FileReader，这些类直接继承自Reader，提供了不同的字符输入方式。
4. 装饰者顶层类：
BufferedReader, FilterReader，它们继承自Reader，可以用于增强其他输入类的功能。
5. 具体装饰者类：
LineNumberReader (继承自BufferedReader), PushbackReader (继承自FilterReader)，这两个类通过增加额外的功能来装饰基础的输入类。

例如，下面的代码展示了如何使用BufferedReader包装FileReader来读取文件：
final BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(fileName));

二、Reader与InputStream的对比

为了更好地理解这两类流之间的关系，我们可以参考《Thinking In Java》中的描述，将它们的对应关系列出如下：

基本输入类：

| Java I/O 1.0 InputStream | Java I/O 1.1 Reader |
| --- | --- |
| InputStream | Reader |
| FileInputStream | FileReader |
| StringBufferInputStream (已废弃) | StringReader |
| ByteArrayInputStream (8位) | CharArrayReader (16位) |
| PipedInputStream | PipedReader |


装饰者类（Filter类）：

| Java I/O 1.0 InputStream | Java I/O 1.1 Reader |
| --- | --- |
| FilterInputStream | FilterReader |
| BufferedInputStream | BufferedReader |
| LineNumberInputStream (已废弃) | LineNumberReader |
| PushbackInputStream | PushbackReader |


通过上述对比，我们可以清晰地看到，无论是基本的输入类还是装饰者类，Reader和InputStream之间都存在着紧密的对应关系，体现了Java IO系统在设计上的连贯性和一致性。