Android 从原型模式看java实例化对象clone和new的区别
一、原型模式
原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
1、原型模式举例（参考菜鸟教程）
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getType(){
return type;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
这是需要创建的类的基类（父类），必须实现Cloneable接口才能进行clone。
public class Square extends Shape {
public Square(){
type = "Square";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}
}
public class Circle extends Shape {
public Circle(){
type = "Circle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
这个Square类就是我们需要大量重复使用的类，这里需要说明一点，如果你需要复用的类和这个Square一样简单，或者获取非常容易。请不要使用原型模式，如果类过于简单使用clone的效率反而会比new来的低。
import java.util.Hashtable;
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap
= new Hashtable<String, Shape>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape) cachedShape.clone();
}
// 对每种形状都运行数据库查询，并创建该形状
// shapeMap.put(shapeKey, shape);
// 例如，我们要添加两种形状
public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(),circle);
Square square = new Square();
square.setId("2");
shapeMap.put(square.getId(),square);
}
}
ShapeCache就是我们用来创建方法的工具类。loadCache先用new的方式创建了基本类，这个类是用来以后克隆使用的。
ShapeCache.loadCache();
Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());
Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());
以上是最终调用的方法，可以发现，我们获取的方法并不是new出来的也不是反射出来的而是clone出来的。
2、原型模式特点
优点： 1、性能提高。 2、逃避构造函数的约束。
缺点： 1、配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。 2、必须实现 Cloneable 接口。
使用场景： 1、资源优化场景。 2、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。 3、性能和安全要求的场景。 4、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。 5、一个对象多个修改者的场景。
二、java实例化对象的方式
- new
- clone
- 反序列化
- 反射
java常见的实例化对象的方式就以上4中，在原型模式中我们使用了new和clone的方式，那我们就来对比一下这两个方式的区别吧。
1、new
new，这个方法我们再熟悉不过了，new一个实例时，java虚拟机先会调用类的加载，分别通过加载、连接、初始化、使用然后使用完之后卸载的过程，我们new一个类时也一样，jvm会去判断这个类是否已经加载过，如果加载过就会去开辟一段堆内存去创建类。然后调用构造方法之后实例化就会成功。new操作符的本意是分配内存。
程序执行到new操作符时， 首先去看new操作符后面的类型，因为知道了类型，才能知道要分配多大的内存空间。分配完内存之后，再调用构造函数，填充对象的各个域，这一步叫做对象的初始化，构造方法返回后，一个对象创建完毕，可以把他的引用（地址）发布到外部，在外部就可以使用这个引用操纵这个对象（当然，由于指令的重排序，发布对象可能在构造函数返回之前。
2、clone
clone在第一步是和new相似的， 都是分配内存，调用clone方法时，分配的内存和源对象（即调用clone方法的对象）相同，然后再使用源对象中对应的各个域，填充新对象的域， 填充完成之后，clone方法返回，一个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用发布到外部。
需要注意的是，和new不同，clone涉及到深拷贝和浅拷贝的问题
情报：
浅复制
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之，浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。深复制
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。换言之，深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
java克隆需要注意的点
Java的clone()方法
⑴clone方法将对象复制了一份并返回给调用者。一般而言，clone()方法满足：
①对任何的对象x，都有x.clone() !=x//克隆对象与原对象不是同一个对象
②对任何的对象x，都有x.clone().getClass()= =x.getClass()//克隆对象与原对象的类型一样
③如果对象x的equals()方法定义恰当，那么x.clone().equals(x)应该成立。⑵Java中对象的克隆
①为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。
②在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public。
③在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。
④在派生类中实现Cloneable接口。继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅复制
如果要实现深拷贝就需要手动实现clone方法。
static class Body implements Cloneable {
public Head head;
public Body() {
}
public Body(Head head) {
this.head = head;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Body newBody = (Body) super.clone();
newBody.head = (Head) head.clone();
return newBody;
}
}
static class Head implements Cloneable {
public Face face;
public Head() {
}
public Head(Face face) {
this.face = face;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
static class Face implements Cloneable {
public Face() {
}
}
（上述代码参考）如果我们clone Body类A、B。A.head 和 B.head指向的内存地址不同，但是A.head.face 和 B.head.face指向的内存是一样的。
所以，实现clone是比较困难的，因为子子孙孙无穷尽也。所有的内部引用都需要单独重写clone方法。
三、总结
java的每一种实例化方法都有它不同的作用，new是最基础的加载，反射是获取该类的所有内容，clone可以减少CPU开支，序列化用来存储实例的状态，这个大家可以自行体会一下哦。