1. 原型模式(Prototype)定义:
用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型得到行的实例
2. 实现方式:
- 实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口,它的作用只有一个,就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中,只有实现了这个接口的类才可以被拷贝,否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
- 重写Object类中的clone方法。Java中,所有类的父类都是Object类,Object类中有一个clone方法,作用是返回对象的一个拷贝,但是其作用域protected类型的,一般的类无法调用,因此,Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。
1. 构造方法不会执行
一个实现了Cloneable并重写了clone方法的类A,有一个无参构造或有参构造B,通过new关键字产生了一个对象S,再然后通过S.clone()方式产生了一个新的对象T,那么在对象拷贝时构造函数B是不会被执行的。因为Object类的clone方法的原理是从内存中(具体的说就 是堆内存)以二进制流的方式进行拷贝,重新分配一个内存块。
2. 浅复制与深复制
浅复制:将一个对象复制后,基本数据类型的变量都会重新创建,而引用类型,指向的还是原对象所指向的,所以浅复制是不安全的(如果原来的实例被修改,那么新的实例也会跟着变化或者复制产生的实例被修改,原实例会发生变化)。
对于浅复制: 类引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝:1.是类的成员变量而不是方法内变量;2必须是一个可变的引用对象,而不是一个原始类型或者不可变对象(包括int、long、char等及其对象类型[Integer、Long]、String)
深复制:将一个对象复制后,不论是基本数据类型还有引用类型,都是重新创建的。简单来说,就是深复制进行了完全彻底的复制,而浅复制不彻底。
4. 浅复制与深复制的示例代码:
辅助User类
public class User implements Serializable{ /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; private String username; private String phone; public User(String username,String phone){ this.username=username; this.phone=phone; } public String getUsername() { return username; } public void setUsername(String username) { this.username = username; } public String getPhone() { return phone; } public void setPhone(String phone) { this.phone = phone; } }原型类:
public class Prototype implements Cloneable ,Serializable{ /** * */ private static final long serialVersionUID = 1L; private String str; private User user; public User getUser() { return user; } public void setUser(User user) { this.user = user; } public String getStr() { return str; } public void setStr(String str) { this.str = str; } /* * 浅复制 */ @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { Prototype up=(Prototype) super.clone(); return up; } /** * 深复制 * @return * @throws IOException * @throws ClassNotFoundException */ public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{ /* 写入当前对象的二进制流 */ ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); /* 读出当前对象的二进制流 */ ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bis); Object obj=ois.readObject(); return obj; } public static void main(String[] args) { Prototype obj=new Prototype(); User user=new User("aaaa", "13321352222"); obj.setStr("原型模式"); obj.setUser(user); try { //浅复制对象 System.out.println("浅克隆前的obj-user的username为:"+obj.getUser().getUsername()); Prototype copyObj=(Prototype) obj.clone(); System.out.println("浅克隆后的obj-user的username为:"+obj.getUser().getUsername()); System.out.println("浅克隆后的copyObj-user的username为:"+copyObj.getUser().getUsername()); user.setUsername("vvvv"); System.out.println("浅克隆后修改user后obj的username为:"+obj.getUser().getUsername()); System.out.println("浅克隆后修改user后copyObj的username为:"+copyObj.getUser().getUsername()); //深复制对象 Prototype deepCopyObj=(Prototype) obj.deepClone(); System.out.println("深克隆后deepCopyObj的username为:"+deepCopyObj.getUser().getUsername()); user.setUsername("pppp"); System.out.println("深隆后修改user后deepCopyObj的username为:"+deepCopyObj.getUser().getUsername()); System.out.println("深隆后修改user后obj的username为:"+obj.getUser().getUsername()); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }测试结果:
浅克隆前的obj-user的username为:aaaa 浅克隆后的obj-user的username为:aaaa 浅克隆后的copyObj-user的username为:aaaa 浅克隆后修改user后obj的username为:vvvv 浅克隆后修改user后copyObj的username为:vvvv 深克隆后deepCopyObj的username为:vvvv 深隆后修改user后deepCopyObj的username为:vvvv 深隆后修改user后obj的username为:pppp结果分析:
从结果来看,浅复制之后修改了user的内容,2个对象都发生了变化,而深复制之后修改user,只是原对象发生了改变,复制产生的对象并没有发生变化。所以这也验证了:Object类提供的方法clone只是拷贝本对象,其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝,还是指向原生对象的内部元素地址
上述代码中的深复制通过读取序列化后的对象二进制流的方式实现,所以User类和原型类均实现了Serializable接口
5. 原型模式的优点:
原型模式是在内存二进制流的拷贝,要比直接new一个对象性能好很多,特别是要在一个循环体内产生大量的对象时,原型模式可以更好的体现其优点。