Android 设计模式：（四）原型模式

前言
本文是对《Adroid 源码设计模式解析与实战》 何红辉、关爱民 著 人民邮电出版社所做的读书笔记。文章是对本书的一些列学习笔记，如若有侵犯到作者权益，还望作者能联系我，我会及时下架。
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1. 原型模式的定义

原型模式：对一个对象，通过克隆生成其副本，而不是通过new 的方式重新生成。
使用场景：

• 类初始化需要消耗非常多的资源，包括数据、硬件资源等。通过克隆的方式，可以避免这些消耗。
• 通过new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或者访问权限，这时可以使用原型模式。
• 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数据时，可以用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。
• 一个对象，如果要求在某些对象中不允许对其修改，则可以使用原型模式，对其进行保护性拷贝，这样，无论对备份怎么修改都不会影响原型数据。

2. 原型模式的实现

在开发中，我们有时会满足一些需求，就是有的对象中的数据只允许客户端读取，而不允许修改。例如，用户登录信息，只允许在用户登录模块修改，在其他模块比如登录校验、个人信息显示等模块，用户数信息不允许修改。让我们看看该如何实现：

2.1 屌丝程序员小明

源码

/**
* 用户实体类
*/
public class User{
  public int age;
  public String name;
  public String phone;
  public Address address;
}
 
/**
* 用户地址类
*/
public class Address{
  public String city;//城市
  public String district;//区
  public String street;//街道
  
  public Address(String city,String district,String street){
    this.city = city;
    this.district = district;
    this.street = street;
  }
}
 
/**
* 登录接口
*/
public interface Login{
  void login();
}
 
/**
* 登录实现
*/
public class LoginImpl implements Login{
  @Override
  public void login(){
    User user = new User();
    //登录服务器获取用户信息，将信息赋值给user
    user.age = 22;
    user.name = "xiaoming"
    user.address = new Address("北京市","海淀区","花园东路");
    ...
    
    //用户信息获取到后，将用户信息设置到Session中（单例模式）
    LoginSession.getLoginSession().setLoginedUser(user);
  }
}
 
/**
* 登录Session:单例模式
*/
public class LoginSession{
  private static LoginSession instance = null;
  //已登录用户
  private User sUser;
  
  private LoginSession(){}
  
  //懒汉模式
  public static LoginSession getLoginSession(){
    if(null == instance){
      instance = new LoginSession();
    }
    renturn instance;
  }
  
  //设置已登录的用户信息:包级私有函数
  //public：所有类可见。 
  //pirvate：只有同一类内部的方法可见，在有就是内部类也可以访问到。 
  //默认（friendly）：包内可见。 
  //protected:继承可见。
  void setLoginedUser(User user){
    sUser = user;
  }
  
  public User getLoginedUser(){
    return sUser;
  }
  @Override
  public void login(){
    User user = new User();
    //登录服务器获取用户信息，将信息赋值给user
    user.age = 22;
    user.name = "xiaoming"
    ...
    
    //用户信息获取到后，将用户信息设置到Session中（单例模式）
    LoginSession.getLoginSession().setLoginedUser(user);
  }
}

解析

用户登录时从服务器获取用户信息，通过setLoginedUser方法设置给LoginSession。由于setLoginedUser的访问权限是包级别的，因此外部模块无法访问，在一定程度上满足了不允许其他模块修改的要求，小明很高兴。
可是，小明有一个比他还菜的同事大力协同开发，大力果然出奇迹啊：

//在用户信息功能模块，
//获取登录用户信息
User user = LoginSession.getLoginSession().getLoginedUser();
//测试：更新用户地址信息
user.address = new Address("北京市","朝阳区","大望路");

联调时发现，用户显示的信息和服务器获取的信息不一致，小民很郁闷，他本来打的好算盘是只允许LoginSession包下才能通过setLoginedUser设定修改用户信息，然而并没有其他人调用setLoginedUser方法，追查了好久终于发现大力这个猪队友干的好事。如何才能保证服务器获取到的数据在其他模块下不会被更改呢？但是屌丝到爆的小明对这个问题束手无策了。
无奈之下，小明找到了小民，小民嘴角一勾，“小CASE!使用clone获取副本”

源码2

/**
* 用户实体类
*/
public class User implements Cloneable{
  ...
  @Override
  public User clone(){
    User user = null;
    try{
      user = (User)super.clone();
    }catch(CloneNotSupportedException e){
      e.printStackTrace();
    }
    return user;
  }
}
 
//修改LoginSession的getLoginedUser方法
public User getLoginedUser(){
  return sUser.clone()；
}

解析2

小明采用了原型模式，让User实现了克隆功能，在不允许修个user的地方，使用其副本，即保护性拷贝。
经测试发现，浅拷贝并没有彻底的解决问题。比如：

//在用户信息功能模块，
//获取登录用户信息
User user = LoginSession.getLoginSession().getLoginedUser();
//测试：更新用户地址信息
user.address.city = ("北京市");
user.address.district = ("朝阳区");
user.address.street = ("大望路");

小明这次彻底懵逼了，不得已又找到了小民，小民看过小明的代码，笑了笑：“方向没错，只不过你使用了浅拷贝，要想解决你的问题，你应该使用深拷贝，”“

3. 浅拷贝和深拷贝

深拷贝(深复制)和浅拷贝(浅复制)是两个比较通用的概念，尤其在C++语言中，若不弄懂，则会在delete的时候出问题，但是我们在这幸好用的是Java。虽然java自动管理对象的回收，但对于深拷贝(深复制)和浅拷贝(浅复制)，我们还是要给予足够的重视，因为有时这两个概念往往会给我们带来不小的困惑。

浅拷贝是指拷贝对象时仅仅拷贝对象本身（包括对象中的基本变量），而不拷贝对象包含的引用指向的对象。深拷贝不仅拷贝对象本身，而且拷贝对象包含的引用指向的所有对象。举例来说更加清楚：对象A1中包含对B1的引用，B1中包含对C1的引用。浅拷贝A1得到A2，A2 中依然包含对B1的引用，B1中依然包含对C1的引用。深拷贝则是对浅拷贝的递归，深拷贝A1得到A2，A2中包含对B2（B1的copy）的引用，B2 中包含对C2（C1的copy）的引用。

3.1 装逼程序员小民

源码

/**
* 用户实体类
*/
public class User implements Cloneable{
  ...
  @Override
  public User clone(){
    User user = null;
    try{
      user = (User)super.clone();
    }catch(CloneNotSupportedException e){
      e.printStackTrace();
    }
    user.address = (Address)address.clone();
    return user;
  }
}
 
 /**
* 用户实体类
*/
public class Address implements Cloneable{
  ...
  @Override
  public Address clone(){
    Address address = null;
    try{
      address = (Address)super.clone();
    }catch(CloneNotSupportedException e){
      e.printStackTrace();
    }
    return address;
  }
}
 
//修改LoginSession的getLoginedUser方法
public User getLoginedUser(){
  return sUser.clone()；
}

解析

深拷贝不仅拷贝对象本身，而且拷贝对象包含的引用指向的所有对象。