java对象clone()方法

原文链接： https://blog.csdn.net/54powerman/article/details/64920431?locationNum=6&fps=1

深入解析地址：https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5710533.html#_label3

java赋值是复制对象引用，如果我们想要得到一个对象的副本，使用赋值操作是无法达到目的的：

1. @Test

2. public void testassign(){

3. Person p1=new Person();

4. p1.setAge(31);

5. p1.setName("Peter");

6.  

7. Person p2=p1;

8. System.out.println(p1==p2);//true

9. }

如果创建一个对象的新的副本，也就是说他们的初始状态完全一样，但以后可以改变各自的状态，而互不影响，就需要用到java中对象的复制，如原生的clone()方法。

如何进行对象克隆

Object对象有个clone()方法，实现了对象中各个属性的复制，但它的可见范围是protected的，所以实体类使用克隆的前提是：

① 实现Cloneable接口，这是一个标记接口，自身没有方法。 
② 覆盖clone()方法，可见性提升为public。

1. @Data

2. public class Person implements Cloneable {

3. private String name;

4. private Integer age;

5. private Address address;

6. @Override

7. protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

8. return super.clone();

9. }

10. }

11.  

12. @Test

13. public void testShallowCopy() throws Exception{

14. Person p1=new Person();

15. p1.setAge(31);

16. p1.setName("Peter");

17.  

18. Person p2=(Person) p1.clone();

19. System.out.println(p1==p2);//false

20. p2.setName("Jacky");

21. System.out.println("p1="+p1);//p1=Person [name=Peter, age=31]

22. System.out.println("p2="+p2);//p2=Person [name=Jacky, age=31]

23. }

该测试用例只有两个基本类型的成员，测试达到目的了。

事情貌似没有这么简单，为Person增加一个Address类的成员：

1. @Data

2. public class Address {

3. private String type;

4. private String value;

5. }

再来测试，问题来了。

1. @Test

2. public void testShallowCopy() throws Exception{

3. Address address=new Address();

4. address.setType("Home");

5. address.setValue("北京");

6.  

7. Person p1=new Person();

8. p1.setAge(31);

9. p1.setName("Peter");

10. p1.setAddress(address);

11.  

12. Person p2=(Person) p1.clone();

13. System.out.println(p1==p2);//false

14.  

15. p2.getAddress().setType("Office");

16. System.out.println("p1="+p1);

17. System.out.println("p2="+p2);

18. }

查看输出：

1. false

2. p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

3. p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

遇到了点麻烦，只修改了p2的地址类型，两个地址类型都变成了Office。

浅拷贝和深拷贝

前面实例中是浅拷贝和深拷贝的典型用例。

浅拷贝：被复制对象的所有值属性都含有与原来对象的相同，而所有的对象引用属性仍然指向原来的对象。

深拷贝：在浅拷贝的基础上，所有引用其他对象的变量也进行了clone，并指向被复制过的新对象。

也就是说，一个默认的clone()方法实现机制，仍然是赋值。

如果一个被复制的属性都是基本类型，那么只需要实现当前类的cloneable机制就可以了，此为浅拷贝。

如果被复制对象的属性包含其他实体类对象引用，那么这些实体类对象都需要实现cloneable接口并覆盖clone()方法。

1. @Data

2. public class Address implements Cloneable {

3. private String type;

4. private String value;

5.  

6. @Override

7. protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

8. return super.clone();

9. }

10. }

这样还不够，Person的clone()需要显式地clone其引用成员。

1. @Data

2. public class Person implements Cloneable {

3. private String name;

4. private Integer age;

5. private Address address;

6. @Override

7. protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

8. Object obj=super.clone();

9. Address a=((Person)obj).getAddress();

10. ((Person)obj).setAddress((Address) a.clone());

11. return obj;

12. }

13. }

重新跑前面的测试用例：

1. false

2. p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))

3. p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

clone方式深拷贝小结

① 如果有一个非原生成员，如自定义对象的成员，那么就需要：

• 该成员实现Cloneable接口并覆盖clone()方法，不要忘记提升为public可见。
• 同时，修改被复制类的clone()方法，增加成员的克隆逻辑。

② 如果被复制对象不是直接继承Object，中间还有其它继承层次，每一层super类都需要实现Cloneable接口并覆盖clone()方法。

与对象成员不同，继承关系中的clone不需要被复制类的clone()做多余的工作。

一句话来说，如果实现完整的深拷贝，需要被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现克隆机制。

前面的实例还可以接受，如果有N个对象成员，有M层继承关系，就会很麻烦。

利用序列化实现深拷贝

clone机制不是强类型的限制，比如实现了Cloneable并没有强制继承链上的对象也实现；也没有强制要求覆盖clone()方法。因此编码过程中比较容易忽略其中一个环节，对于复杂的项目排查就是困难了。

要寻找可靠的，简单的方法，序列化就是一种途径。

• 被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现java.io.Serializable接口。这个比较简单，不需要实现任何方法，serialVersionID的要求不强制，对深拷贝来说没毛病。

• 实现自己的deepClone方法，将this写入流，再读出来。俗称：冷冻-解冻。

1. @Data

2. public class Person implements Serializable {

3. private String name;

4. private Integer age;

5. private Address address;

6. public Person deepClone() {

7. Person p2=null;

8. Person p1=this;

9. PipedOutputStream out=new PipedOutputStream();

10. PipedInputStream in=new PipedInputStream();

11. try {

12. in.connect(out);

13. } catch (IOException e) {

14. e.printStackTrace();

15. }

16.  

17. try(ObjectOutputStream bo=new ObjectOutputStream(out);

18. ObjectInputStream bi=new ObjectInputStream(in);) {

19. bo.writeObject(p1);

20. p2=(Person) bi.readObject();

21.  

22. } catch (Exception e) {

23. e.printStackTrace();

24. }

25. return p2;

26. }

27. }

原型工厂类

为了便于测试，也节省篇幅，封装一个工厂类。

公平起见，避免某些工具库使用缓存机制，使用原型方式工厂。

1. public class PersonFactory{

2. public static Person newPrototypeInstance(){

3. Address address = new Address();

4. address.setType("Home");

5. address.setValue("北京");

6.  

7. Person p1 = new Person();

8. p1.setAddress(address);

9. p1.setAge(31);

10. p1.setName("Peter");

11. return p1;

12. }

13. }

利用Dozer拷贝对象

Dozer是一个Bean处理类库。

maven依赖

2. net.sf.dozer

3. dozer

4. 5.5.1

测试用例：

1. @Data

2. public class Person {

3. private String name;

4. private Integer age;

5. private Address address;

6.  

7. @Test

8. public void testDozer() {

9. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

10. Mapper mapper = new DozerBeanMapper();

11. Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);

12. p2.getAddress().setType("Office");

13. System.out.println("p1=" + p1);

14. System.out.println("p2=" + p2);

15. }

16. }

17.  

18. @Data

19. public class Address {

20. private String type;

21. private String value;

22. }

输出：

1. p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))

2. p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

注意：在万次测试中dozer有一个很严重的问题，如果DozerBeanMapper对象在for循环中创建，效率（dozer:7358）降低近10倍。由于DozerBeanMapper是线程安全的，所以不应该每次都创建新的实例。可以自带的单例工厂DozerBeanMapperSingletonWrapper来创建mapper，或集成到spring中。

还有更暴力的，创建一个People类：

1. @Data

2. public class People {

3. private String name;

4. private String age;//这里已经不是Integer了

5. private Address address;

6.  

7. @Test

8. public void testDozer() {

9. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

10. Mapper mapper = new DozerBeanMapper();

11. People p2 = mapper.map(p1, People.class);

12. p2.getAddress().setType("Office");

13. System.out.println("p1=" + p1);

14. System.out.println("p2=" + p2);

15. }

16. }

只要属性名相同，干~

继续蹂躏：

1. @Data

2. public class People {

3. private String name;

4. private String age;

5. private Map address;//��

6.  

7. @Test

8. public void testDozer() {

9. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

10. Mapper mapper = new DozerBeanMapper();

11. People p2 = mapper.map(p1, People.class);

12. p2.getAddress().put("type", "Office");

13. System.out.println("p1=" + p1);

14. System.out.println("p2=" + p2);

15. }

16. }

利用Commons-BeanUtils复制对象

maven依赖

2. commons-beanutils

3. commons-beanutils

4. 1.9.3

测试用例：

1. @Data

2. public class Person {

3. private String name;

4. private String age;

5. private Address address;

6.  

7. @Test

8. public void testCommonsBeanUtils(){

9. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

10. try {

11. Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);

12. System.out.println("p1=" + p1);

13. p2.getAddress().setType("Office");

14. System.out.println("p2=" + p2);

15. } catch (Exception e) {

16. e.printStackTrace();

17. }

18. }

19. }

利用cglib复制对象

maven依赖：

2. cglib

3. cglib

4. 3.2.4

测试用例：

1. @Test

2. public void testCglib(){

3. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

4. BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, false);

5. Person p2=new Person();

6. beanCopier.copy(p1, p2,null);

7. p2.getAddress().setType("Office");

8. System.out.println("p1=" + p1);

9. System.out.println("p2=" + p2);

10. }

结果大跌眼镜，cglib这么牛x，居然是浅拷贝。不过cglib提供了扩展能力：

1. @Test

2. public void testCglib(){

3. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

4. BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);

5. Person p2=new Person();

6. beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){

7. @Override

8. public Object convert(Object value, Class target, Object context) {

9. if(target.isSynthetic()){

10. BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);

11. }

12. return value;

13. }

14. });

15. p2.getAddress().setType("Office");

16. System.out.println("p1=" + p1);

17. System.out.println("p2=" + p2);

18. }

Orika复制对象

orika的作用不仅仅在于处理bean拷贝，更擅长各种类型之间的转换。

maven依赖：

2. ma.glasnost.orika

3. orika-core

4. 1.5.0

测试用例：

1. @Test

2. public void testOrika() {

3. MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

4.  

5. mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)

6. .byDefault()

7. .register();

8. ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();

9. MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

10.  

11. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

12. Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);

13. System.out.println("p1=" + p1);

14. p2.getAddress().setType("Office");

15. System.out.println("p2=" + p2);

16. }

Spring BeanUtils复制对象

给Spring个面子，貌似它不支持深拷贝。

1. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

2. Person p2 = new Person();

3. Person p2 = (Person) BeanUtils.cloneBean(p1);

4. //BeanUtils.copyProperties(p2, p1);//这个更没戏

深拷贝性能对比

1. @Test

2. public void testBatchDozer(){

3. Long start=System.currentTimeMillis();

4. Mapper mapper = new DozerBeanMapper();

5. for(int i=0;i<10000;i++){

6. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

7. Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);

8. }

9. System.out.println("dozer:"+(System.currentTimeMillis()-start));

10. //dozer:721

11. }

12. @Test

13. public void testBatchBeanUtils(){

14. Long start=System.currentTimeMillis();

15. for(int i=0;i<10000;i++){

16. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

17. try {

18. Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);

19. } catch (Exception e) {

20. e.printStackTrace();

21. }

22. }

23. System.out.println("commons-beanutils:"+(System.currentTimeMillis()-start));

24. //commons-beanutils：229

25. }

26. @Test

27. public void testBatchCglib(){

28. Long start=System.currentTimeMillis();

29. for(int i=0;i<10000;i++){

30. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

31. BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);

32. Person p2=new Person();

33. beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){

34. @Override

35. public Object convert(Object value, Class target, Object context) {

36. if(target.isSynthetic()){

37. BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);

38. }

39. return value;

40. }

41. });

42. }

43. System.out.println("cglib:"+(System.currentTimeMillis()-start));

44. //cglib:133

45. }

46. @Test

47. public void testBatchSerial(){

48. Long start=System.currentTimeMillis();

49. for(int i=0;i<10000;i++){

50. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

51. Person p2=p1.deepClone();

52. }

53. System.out.println("serializable:"+(System.currentTimeMillis()-start));

54. //serializable:687

55. }

56. @Test

57. public void testBatchOrika() {

58. MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

59.  

60. mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)

61. .field("name", "name")

62. .byDefault()

63. .register();

64. ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();

65. MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

66.  

67. Long start=System.currentTimeMillis();

68. for(int i=0;i<10000;i++){

69. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

70. Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);

71. }

72. System.out.println("orika:"+(System.currentTimeMillis()-start));

73. //orika:83

74. }

75.  

76. @Test

77. public void testBatchClone(){

78. Long start=System.currentTimeMillis();

79. for(int i=0;i<10000;i++){

80. Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();

81. try {

82. Person p2=(Person) p1.clone();

83. } catch (CloneNotSupportedException e) {

84. e.printStackTrace();

85. }

86. }

87. System.out.println("clone:"+(System.currentTimeMillis()-start));

88. //clone:8

89. }

（10k）性能比较：

1. //dozer:721

2. //commons-beanutils：229

3. //cglib:133

4. //serializable:687

5. //orika:83

6. //clone:8

深拷贝总结

原生的clone效率无疑是最高的，用脚趾头都能想到。

偶尔用一次，用哪个都问题都不大。

一般性能要求稍高的应用场景，cglib和orika完全可以接受。

另外一个考虑的因素，如果项目已经引入了某个依赖，就用那个依赖来做吧，没必要再引入一个第三方依赖。