关于Cloneable接口和clone方法
1、使用
创建对象有两种方式: new 和 clone
当一个对象创建过程复杂，我们是否可以根据已有的对象直接来克隆一份，而不必关系创建的细节呢（原型模式）。
1.1 Java Object根类默认提供了clone方法:
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
一个本地方法，protected权限： 这样做是为避免我们创建每一个类都默认具有克隆能力
1.2 实现Cloneable接口
我们要使用一个对象的clone方法，必须Cloneable接口，这个接口没有任何实现，跟 Serializable一样是一种标志性接口
如果不实现Cloneable接口，会抛出CloneNotSupportedException异常
重写clone方法，使用public修饰（否则外部调用不到），调用父类的clone方法
如下：
public class CloneModel implements Cloneable{ private String name; private int age; @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } @Override public String toString() { return "CloneModel{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } }
1.3、Object.clone() 与 构造方法
我们看一个例子：
CloneModel类：
public class CloneModel implements Cloneable{ private String name; private int age; public CloneModel(){ System.out.println("will new a instance"); } @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } @Override public String toString() { return "CloneModel{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } }
当我们调用此对象的clone方法时，构造方法并没有被调用，所以我说创建一个对象new和clone是两条路
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
CloneModel cloneModel = new CloneModel();
System.out.println(cloneModel.clone());
}
打印:
CloneModel{name='null', age=0}
2、重写clone方法原则
x.clone != x将会是true；
x.clone().getClass()==x.getClass()将会是true（不是绝对的，但建议这么做）
x.clone().equals(x)将会是true（不是绝对的，但建议这么做）
3、浅克隆和深克隆
3.1 默认clone方法时浅克隆
Object默认的clone方法实际是对域的简单拷贝，对于简单数据类型，是值的拷贝；
对于复杂类型的字段，则是指针地址的拷贝，clone后的对象和原对象指向的还是一个地址空间
所以说默认的clone方法时浅克隆。
例子：
class Model2{ int height; } public class CloneModel implements Cloneable{ private String name; private int age; private Model2 model2; public CloneModel() { this.model2 = new Model2(); } public Model2 getModel2() { return model2; } @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } @Override public String toString() { return "CloneModel{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } }
clone之后比较复杂对象是否相等
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
CloneModel cloneModel1 = new CloneModel();
CloneModel cloneModel2 = (CloneModel)cloneModel1.clone();
System.out.println(cloneModel1.getModel2()==cloneModel2.getModel2());
}
执行返回：true
3.2 如何实现深克隆
还是上面的例子，我们改下代码
class Model2 implements Cloneable{ int height; @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { System.out.println("clone Model2"); return super.clone(); } } public class CloneModel implements Cloneable{ private String name; private int age; private Model2 model2; public CloneModel() { this.model2 = new Model2(); } public Model2 getModel2() { return model2; } public void setModel2(Model2 model2) { this.model2 = model2; } @Override public CloneModel clone() throws CloneNotSupportedException { CloneModel cloneModelTemp = (CloneModel)super.clone(); cloneModelTemp.setModel2((Model2)cloneModelTemp.getModel2().clone()); return cloneModelTemp; } @Override public String toString() { return "CloneModel{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } }
再次测试下:
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
CloneModel cloneModel1 = new CloneModel();
CloneModel cloneModel2 = cloneModel1.clone();
System.out.println(cloneModel1.getModel2()==cloneModel2.getModel2());
}
执行返回:false
这么做就要在super.clone的基础上 继续对非基本类型的对象递归的再次clone.
显然这么方式是繁琐的且不可靠的。
有没有其他的方式呢？有 序列化
3.3 序列化实现深度克隆
(1) 使用java自身的序列化转为二进制数 ，再反序列化为对象
上面的例子改造下
import java.io.Serializable; class Model2 implements Serializable { int height; } public class CloneModel implements Serializable { private String name; private int age; private Model2 model2; public CloneModel() { this.model2 = new Model2(); } public Model2 getModel2() { return model2; } }
测试代码：
import com.yangfei.test.CloneModel; import java.io.*; public class YfTest { public static <T extends Serializable> T deepCloneObject(T object) throws IOException { T deepClone = null; ObjectInputStream ois = null; try(ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos); ) { oos.writeObject(object); ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos .toByteArray()); ois = new ObjectInputStream(bais); deepClone = (T)ois.readObject(); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(ois != null){ ois.close(); } } return deepClone; } public static void main(String[] args) throws IOException { CloneModel cloneModel1 = new CloneModel(); CloneModel cloneModel2 = deepCloneObject(cloneModel1); System.out.println(cloneModel1.getModel2()==cloneModel2.getModel2()); } }
测试输出：false
（2）其他序列化方式，如对象序列化json字符串再反序列化为对象
我们使用google的gson来进行序列化，上代码
import com.google.gson.Gson; import java.io.Serializable; class Model2 implements Serializable { int height; } public class CloneModel implements Serializable { private String name; private int age; private Model2 model2; public CloneModel() { this.model2 = new Model2(); } public Model2 getModel2() { return model2; } public CloneModel deepClone() { Gson gson = new Gson(); return gson.fromJson(gson.toJson(this), CloneModel.class); } }
测试代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
CloneModel cloneModel1 = new CloneModel();
CloneModel cloneModel2 = cloneModel1.deepClone();
System.out.println(cloneModel1.getModel2()==cloneModel2.getModel2());
}
执行返回:false
性能对比测试：
上代码：
public static void main(String[] args) throws IOException {
CloneModel cloneModel1 = new CloneModel();
long time1 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<1000;i++){
// CloneModel cloneModel2 = cloneModel1.deepClone();
CloneModel cloneModel2 = deepCloneObject(cloneModel1);
}
long time2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println((time2-time1)+"ms");
}
循环1000次
Serializable耗时：118ms
json耗时：167ms
| 对比 | Serializable | gson |
| 易用性 | 对象要实现Serializable，依赖的子元素依然要实现此接口，不易扩展 | 无要求，额外的工具控制，易用使用 |
| 性能对比 | 1000次clone耗时118ms,稍好 | 1000次clone耗时167ms |
