JAVA设计模式 2【创建型】原型模式的理解与使用、理解浅克隆和深克隆

在本节中，我们将学习和使用原型模式；这一节学习的原型模式也是创建型 模式的其中之一。再次复习一下：创建型 模式就是描述如何去更好的创建一个对象。

我们都知道，在JAVA 语言中。使用new 关键字创建一个新对象。将新的对象放到堆内存 里面。当然，这个内存肯定是有大小限制的，况且，JAVA 不同于C语言等。 有内存管理机制，就是我们常说的垃圾回收器GC,才可以保证内存不被溢出。

说这些其实就是为了表示：为啥要用单例模式，能节省内存的时候，能用一个对象解决重复的事情，绝对不会创建多个。

概述

原型模式描述的如何快速创建重复的对象，并且减少new 关键字的使用。

• 抽象原型类
• 具体原型类
• 访问类

容我来一个一个解释：

抽象原型类 也就是我们具体要实现的某个类，这个类在JAVA 里面是有具体的接口的，其实是一个空接口，Cloneable

 * @author  unascribed
 * @see     java.lang.CloneNotSupportedException
 * @see     java.lang.Object#clone()
 * @since   JDK1.0
 */
public interface Cloneable {
}

我们会发现，这个类没有任何的方法，怎么来实现它，不要慌。先接着走。

具体原型类 也就是我们具体要克隆 的对象。比如我们重复的要创建100个学生Student 对象，那么具体的学生对象就是具体原型类

public class Student implements Cloneable {

    private int id;

    private String name;

    private int sex;
}

访问类 我就不必多说了

浅克隆和深克隆

原型模式其实也分浅克隆和深克隆。如何理解这两个概念呢？

浅克隆

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

浅克隆，只需要具体原型类 实现Cloneable 接口，并且重写父类Object类的clone() 方法，即可实现对象的浅克隆。

Student student1 = new Student(1, "李四");
Student student2 = student1.clone();

System.out.println(student1);
System.out.println(student2);

System.out.println(student1 == student2);
---------------------
学号：1,姓名：李四
学号：1,姓名：李四
false

• 通过执行clone() 方法即可创建一个相同的，具有同样属性的对象。
• 并且是新的对象，内存地址有所不同。

我们来看看，对于引用类型的变量，浅克隆是否可以进行克隆；

Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师");

Student student1 = new Student(1, "李四", teacher);
Student student2 = student1.clone();

System.out.println(student1);
System.out.println(student2);

System.out.println(student1 == student2);
------------
学号：1,姓名：李四,老师=Teacher@1b6d3586
学号：1,姓名：李四,老师=Teacher@1b6d3586
false

我们发现，引用类型并没有被克隆，也就是说：

特点

• 浅克隆对于基本类型，可以进行完全的克隆，并且克隆的对象是一个新的对象
• 但是对象里面的引用，是无法被克隆的。

深克隆(序列化)

何谓序列化？

我们创建的都是保存在内存里面的，只要被虚拟机GC进行回收，那么这个对象的任何属性都是消失，我们能不能找一个方法，将内存中这种对象的属性以及对象的状态通过某种东西保存下来，比如保存到数据库，下次从数据库将这个对象还原到内存里面。 这就是序列化。

• 序列化 内存对象->序列字符
• 反序列化 序列字符->内存对象

请参考： https://baike.baidu.com/item/序列化/2890184

JAVA 序列化

 * @see java.io.Externalizable
 * @since   JDK1.1
 */
public interface Serializable {
}

JAVA 提供了一个空接口，其实这个接口和上面的Cloneable 一样，都是一个空接口，其实这个空接口就是作为一种标识 你的对象实现了这个接口，JAVA 认为你的这个就可以被序列化 ，就是这么简单。

Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师");

ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream stream = new ObjectOutputStream(outputStream);

stream.writeObject(teacher);
System.out.println(Arrays.toString(outputStream.toByteArray()));
----------
[-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 7, 84, 101, 97,。。。。。。

通过将对象序列化、其实也就是将内存中的对象转化为二进制 字节数组

反序列化

Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师");
System.out.println(teacher);

ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream stream = new ObjectOutputStream(outputStream);

stream.writeObject(teacher);
System.out.println(Arrays.toString(outputStream.toByteArray()));

ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);

Teacher teacher1 = (Teacher) inputStream.readObject();
System.out.println(teacher1);
---------------
id=1,name=张老师
[-84, -19, 0, 5, 115, xxxxx,-127, -27, -72, -120]
id=1,name=张老师

通过序列化和反序列化，即可对象的深克隆

小结

这一节，在讲述 原型模式的同时，将原有实现原型模式的clone() 浅克隆，延伸到深克隆这一概念。其实JAVA 的原型模式，实现起来较为简单。但还是要按需要实现，Object 类提供的 clone 浅克隆 是没办法克隆对象的引用类型的。需要克隆引用类型，还是需要序列化 深克隆

参考

http://c.biancheng.net/view/1343.html
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1298366845681698

代码示例

https://gitee.com/mrc1999/Dev-Examples

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