原型设计模式是一种比较简单的设计模式,在项目中使用的场景非常多。
个人理解:
原型模式实现了对Java中某个对象的克隆功能,即该对象的类必须implements实现Cloneable接口来标识为可被克隆,然后需要覆写Object类的clone( )方法。
简单点说就是:实现一个接口重写一个方法就可以实现原型模式。
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创建新的对象。
通用类图如下所示:
原型模式的核心是一个clone方法,通过该方法进行对象的拷贝,Java提供了一个Cloneable接口来标示这个对象是可拷贝的,为什么说是“标示”呢?翻开JDK的帮助看看Cloneable是一个方法都没有的,这个接口只是一个标记作用,在JVM中具有这个标记的对象才有可能被拷贝。那怎么才能从“有可能被拷贝”转换为“可以被拷贝”呢?方法是覆盖clone()方法,是的,你没有看错是重写clone()方法。
通用源代码也相当简单如下:
public class PrototypeClass implements Cloneable{ //覆写父类Object方法 @Override public PrototypeClass clone(){ PrototypeClass prototypeClass = null; try { prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { //异常处理 } return prototypeClass; } }
优点:
● 性能优良
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,原型模式可以更好地体现其优点。
● 逃避构造函数的约束
这既是它的优点也是缺点,直接在内存中拷贝,构造函数是不会执行的。优点就是减少了约束,缺点也是减少了约束,需要大家在实际应用时考虑。
原型模式的使用场景
● 资源优化场景
类初始化需要消化非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等。
● 性能和安全要求的场景
通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,则可以使用原型模式。
● 一个对象多个修改者的场景
一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。在实际项目中,原型模式很少单独出现,一般是和工厂方法模式一起出现,通过clone的方法创建一个对象,然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与Java融为一体,大家可以随手拿来使用。
原型模式的注意事项:
1、当使用克隆来创建对象的时候,构造函数不会被执行。
2、原型模式其实就是一种拷贝机制,分为浅拷贝和深拷贝两种机制。
(1)浅拷贝机制:
public class Thing implements Cloneable{ //定义一个私有变量 private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(); @Override public Thing clone(){ Thing thing=null; try { thing = (Thing)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return thing; } //设置HashMap的值 public void setValue(String value){ this.arrayList.add(value); } //取得arrayList的值 public ArrayList<String> getValue(){ return this.arrayList; } } //测试类 public class Client { public static void main(String[] args) { //产生一个对象 Thing thing = new Thing(); //设置一个值 thing.setValue("张三"); //拷贝一个对象 Thing cloneThing = thing.clone(); cloneThing.setValue("李四"); System.out.println(thing.getValue()); } }
在Thing类中增加一个私有变量array Lis,类型为Array List,然后通过setValue和getValue分别进行设置和取值,输出结果为:[ 张三,李四 ]
原因:是因为Java做了一个偷懒的拷贝动作,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,这种拷贝就叫做浅拷贝。确实是非常浅,两个对象共享了一个私有变量,你改我改大家都能改,是一种非常不安全的方式。
(2)深拷贝机制:
public class Thing implements Cloneable{ //定义一个私有变量 private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(); @Override public Thing clone(){ Thing thing=null; try { thing = (Thing)super.clone(); thing.arrayList = (ArrayList<String>)this.arrayList.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return thing; } }
输出结果为:[ 张三 ]
要实现深拷贝,则需要对对私有的类变量进行独立的拷贝。这样拷贝的对象和原对象没有任何关系,你修改你的,我修改我的。实际项目中用这种深拷贝机制。
3、要使用clone方法,类的成员变量上不要增加final关键字。
你都final了,还怎么重新赋值?