第004弹：几种通用的深度复制的方法

• 引出问题：

　　我们在 coding 的时候，经常会碰到这样的问题：我需要 copy 一个对象，并且我需要深度复制这个对象。

　　当然，我们可以特事特办，例如， new 一个对象，然后依次调用 set() 方法。

　　但是，更多的时候，也许我们希望有一些通用的方法去达到这个目的。

 

　　首先，来看一下什么是深度复制？

 

• 深度复制和浅度复制（Deep Copy & Shallow Copy）

　　浅复制：对于对象的所有属性，复制所有的基本类型，但是对于引用类型，只是复制引用，但是这个引用仍然指向原来的对象。

　　深复制：复制所有基本类型，对于引用类型，引用指向的对象也会被复制。

 

• 通用的深度复制策略：

　　这里我总结了3种通用的深度复制策略：

1. 实现一系列优秀的 clone() 方法。
2. 使用序列化和反序列化完成深复制。
3. 使用一种结构化数据格式作为中间媒介。

 

• 数据模型：

@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class LiabilitySerializable implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 3628603499527360136L;

    private String code;
    private String name;
    private String category;
    private boolean isMajor;
}

@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Policy implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -3378513149295369473L;

    private String code;
    private int applicantAge;
    private LiabilitySerializable liability;
    private List<String> specialDescriptions;
}

 

• 实现一系列优秀的 clone() 方法

　　详见：设计模式（五）原型模式

　　这种方式能够完成深度复制，但是不推荐。

 

• 序列化和反序列化

　　在 第001弹：Java 中创建对象的4种方式 ，我们提到了创建 Java 对象的4种方式。

　　这是通过序列化和反序列化完成深度复制的基础。

　　先把一个对象序列化，然后将它反序列化，得到一个新的对象。

 

　　使用这种方法，有2个重要的前提条件：

• 被复制的对象，以及这个对象的所有属性，都要间接或者直接地实现 Serializable 接口。
• 被复制的对象，不能随意地实现 writeReplace() 和 readResoleve() 方法。

 

　　代码：

    public static <T> T deepCopy1(T object) throws Exception {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(object);
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return (T) ois.readObject();
    }

 

• 使用结构化数据作为中间媒介：

　　我们经常会使用一些结构化数据格式，作为平台之间数据交换的标准，典型的就是 JSON 以及 XML。

　　这些结构化数据格式，是有大量的第三方 JAR 包，提供了将字符串形式的数据，转化成指定对象的功能。

　　要注意的是，对于转换的对象，要提供一个无参构造器。

 

　　依赖：

        <dependency>
            <groupId>org.codehaus.jackson</groupId>
            <artifactId>jackson-mapper-asl</artifactId>
            <version>1.9.13</version>
        </dependency>

 

　　代码：

    public static <T> T deepCopy2(T object, Class<T> clazz) throws Exception {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String json = mapper.writeValueAsString(object);
        return mapper.readValue(json, clazz);
    }

 

• 深度复制测试：

public final class DeepCopyTest {

    private Policy buildPolicy() {
        LiabilitySerializable liability = new LiabilitySerializable.LiabilitySerializableBuilder().code("0001").name("Liability").category("XPXA").build();
        String specialDescription1 = "text1";
        String specialDescription2 = "text2";
        List<String> specialDescriptions = new ArrayList<>(Arrays.asList(specialDescription1, specialDescription2));
        return new Policy.PolicyBuilder().specialDescriptions(specialDescriptions).liability(liability).code("code001").applicantAge(18).build();
    }

    private void assertDeepCopyPolicy(Policy policy1, Policy policy2) {
        Assertions.assertNotSame(policy1.getCode(), policy2.getCode());
        Assertions.assertNotSame(policy1.getLiability(), policy2.getLiability());
        Assertions.assertNotSame(policy1.getSpecialDescriptions(), policy2.getSpecialDescriptions());
        Assertions.assertNotSame(policy1.getSpecialDescriptions().get(0), policy2.getSpecialDescriptions().get(0));
        Assertions.assertNotSame(policy1.getSpecialDescriptions().get(1), policy2.getSpecialDescriptions().get(1));
    }

    @Test
    void testDeepCopy1() throws Exception {
        Policy policy1 = buildPolicy();
        Policy policy2 = DeepCopyUtils.deepCopy1(policy1);
        assertDeepCopyPolicy(policy1, policy2);
    }

    @Test
    void testDeepCopy2() throws Exception {
        Policy policy1 = buildPolicy();
        Policy policy2 = DeepCopyUtils.deepCopy2(policy1, Policy.class);
        assertDeepCopyPolicy(policy1, policy2);
    }
}

 

• 比较：

　　序列化和反序列化，需要每一个参与的类都实现 Serializable 接口。

　　通过中间媒介转换在性能上有劣势。