原型模式和深拷贝，浅拷贝
原型模式
案例引入
克隆羊问题
有一只羊，姓名为tom，年龄为1，颜色为白色，编写程序创建和tom羊属性完全相同的羊。
传统方式解决
代码实现
public class Sheep {
private String name;
private int age;
private String color;
public Sheep() {
}
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
}
//测试
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
Sheep sheep1 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
/**
* public String toString() {//Object类的toString()方法
* return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());//会输出全类名@符还有16进制的hashCode值
* }
*/
System.out.println(sheep);//输出的对象的hashcode的值不相同，输出对象时，会默认的调用对象的toString()方法
System.out.println(sheep1);
System.out.println(sheep2);
System.out.println(sheep3);
}
}
传统实现方式分析
- 1.优点是好理解，简单易操作。
- 2.缺点进行新对象创建时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象复杂时，效率很低。
- 3.缺点，总是需要重新初始化对象(new操作)，而不是动态的根据已有对象去创建，不灵活。
- 4.改进思路，Java中Object类是所有类的基类，Object类提供了一个clone()方法，该方法可以将一个Java对象赋值一份，但是需要想使用这个方法的类必须要实现一个Cloneable接口，
该接口才能复制，且具有复制的能力。
原型模式
基本介绍
- 1.原型模式(Prototype Pattern)是指，用原型实例创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新的对象。
- 2.原型模式是一种设计型模式，允许一个对象再创建另一个可定制的对象，无需知道创建的细节。
- 3.工作原理是，通过将一个原型对象通过clone或者其他自己写的克隆方法，拷贝自身。
用原型模式实现案例
public class Sheep implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private String color;
private String address = "蒙古羊";
private Sheep friend;
public Sheep() {
}
public Sheep(String name, int age, String color) {
this.name = name;
this.age = age;
this.color = color;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String address) {
this.address = address;
}
public Sheep getFriend() {
return friend;
}
public void setFriend(Sheep friend) {
this.friend = friend;
}
@Override
public String toString() {
return "Sheep{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", color='" + color + '\'' +
", address='" + address + '\'' +
", friend=" + friend +
'}';
}
@Override
protected Object clone() {
Sheep sheep = null;
try{
sheep = (Sheep)super.clone();
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
return sheep;
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
sheep.setFriend(new Sheep("jack",1,"黑色"));
Sheep sheep1 = (Sheep)sheep.clone();
Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone();
System.out.println("sheep1=" + sheep1 + "sheep1.friend\n" + sheep1.getFriend().hashCode());//输出的hashCode值相同
System.out.println("sheep2=" + sheep2 + "sheep2.friend\n" + sheep2.getFriend().hashCode());
}
}
原型模式在Spring框架中的使用
//AbstractBeanFactory类doGetBean()的部分代码
else if (mbd.isPrototype()) {//判断当前bean是否是原型类型
// It's a prototype -> create a new instance.
Object prototypeInstance = null;
try {
beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
}
finally {
afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
深拷贝和浅拷贝
浅拷贝介绍
- 1.浅拷贝，对于基本数据类型的属性，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
- 2.对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组，某个类的对象等，浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制给新的对象。实际上两个对象的该成员变量都指向一个实例。在这种情况下，一个对象对于引用类型的属性的改变，就会影响到另一个对象的引用属性。
- 3.前面克隆羊就是浅拷贝。
- 4.浅拷贝是使用默认的clone方法来实现 sheep = (sheep) super.clone();
深拷贝介绍
- 1.复制对象的所有属性，进行拷贝，就是说，基本数据类型拷贝成员变量值，引用数据类型的属性都申请存储空间，并复制每个引用类型属性所引用的对象，进行拷贝。也就是说对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用属性)进行拷贝。
- 2.深拷贝实现方式，重写clone()和通过对象序列化和反序列化实现深拷贝(推荐)
序列化，简单的说，就是将对象存储到磁盘。反序列化，将磁盘存储的对象读取到内存。
代码演示
public class Money implements Serializable, Cloneable{
private int account;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class Person implements Serializable, Cloneable {
private String name;
private int age;
private Money money;
private static final long serialVersionID = 1L;
public Person(String name, int age, Money money) {
this.name = name;
this.age = age;
this.money = money;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Money getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(Money money) {
this.money = money;
}
//1.重写clone方法完成深拷贝
//这种方式存在问题，如果一个类中存在引用属性且没有为该属性复制
//就会导致在进行克隆时会出现NullPointException，可以在clone前进行验证解决
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Person person = null;
//1.完成基本数据类型的clone
person = (Person) super.clone();
//2.对引用类型的属性，进行单独处理
person.money = (Money) money.clone();
return person;
}
//方式2 通过对象的序列化和反序列化实现
public Object deepClone() {
ByteArrayOutputStream bos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectInputStream ois = null;
Object object = null;
try{
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);//当前对象序列化到对象输出流中
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);//从输出流中反序列化到输入流中
object = ois.readObject();//读取对象
}catch (IOException | ClassNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}finally {
try {
bos.close();
oos.close();
bis.close();
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return object;
}
}
//测试
public class TestDeepClone {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Money money = new Money();
Person person = new Person("wind", 27, null);
Person clone = (Person) person.clone();
// Person clone = (Person) person.deepClone();
System.out.println(person.getMoney().hashCode() + "-" + clone.getMoney().hashCode());
}
}
注意事项和细节
- 1.创建新的对象比较复杂，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能提高效率。
- 2.不用再重新初始化对象，而是动态的根据对象的(运行状态)进行创建。
- 3.如果原始对象发生变化(增加或减少属性)，克隆对象的也不要发生变化，无需修改克隆的代码。
- 4.实现深拷贝，需要比较复杂的代码。
- 5.缺点，要为需要克隆的类，配一个克隆方法，这对新创建的类不难，但是对已有的类，需要修改源代码，违反了ocp。
- 6.如果JDK版本在1.8之后，可以实现一个深拷贝器接口，中定义一个深拷贝的默认方法，进行深拷贝，而需要克隆的类就实现该接口就好了。
import java.io.*;
import java.util.Objects;
/**
* 深拷贝器接口.
* @author 长名06
*/
public interface DeepCloner<T> extends Serializable,Cloneable {
/**
* 深拷贝方法
* @return 拷贝后的对象
*/
default T deepClone(){
ByteArrayOutputStream bos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bis = null;
ObjectInputStream ois = null;
T object = null;
try{
bos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);//当前对象序列化到对象输出流中
bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bis);
//从对象输出流中反序列化到对象输入流中
//读取对象
object = (T) ois.readObject();
}catch (IOException | ClassNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}finally {
try {
Objects.requireNonNull(bos).close();
Objects.requireNonNull(oos).close();
Objects.requireNonNull(bis).close();
Objects.requireNonNull(ois).close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return object;
}
}
只是为了记录自己的学习历程，且本人水平有限，不对之处，请指正。
