Java设计模式之-原型模式（Prototype）

Java设计模式之-原型模式（Prototype）

不看不知道，一看吓一跳。

说白了就是通过复制一个现有对象，来生成一个新的对象的方式，这样我就不用再设置对象的各个值了。

其实如果在Java中，有一定基础的人都会知道Cloneable接口，对应的clone方法也有所耳闻。其实这就是在Java中实现原型模式最直接最常规的方式。而其他语言可能没有包含这一接口，所以得根据实际需求判断是否需要自行实现这种模式。

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Cloneable接口

public interface Cloneable{}

我们先来看一下Cloneable接口，没有任何定义的方法，仅仅一个空接口。但是在doc中有说明：

Invoking Object's clone method on an instance that does not implement the Cloneable interface results in the exception CloneNotSupportedException being thrown.

如果不实现这个接口，直接Override Object.clone()方法的话，在调用super.clone()时，会抛出CloneNotSupportException异常。具体我们可以看一个栗子：

public class CloneObj implements Cloneable {
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        super.clone();
        return new CloneObj();
    }
}

public class UncloneObj {
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        super.clone();
        return new UncloneObj();
    }
}

这边声明了两个类：CloneObj和UncloneObj。现在我们尝试调用这两个类的clone方法，看会返回什么：

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        CloneObj cloneObj = new CloneObj();
        System.out.println(cloneObj);
        Object obj =cloneObj.clone();
        System.out.println(obj.toString());
        UncloneObj uncloneObj = new UncloneObj();
        Object obj2 = uncloneObj.clone();
        System.out.println(obj2);
    }

运行这段程序，我们得到如下的输出:

com.mock.prototype.CloneObj@75412c2f
com.mock.prototype.CloneObj@282ba1e
Exception in thread "main" java.lang.CloneNotSupportedException: com.mock.prototype.UncloneObj
    at java.base/java.lang.Object.clone(Native Method)
    at com.mock.prototype.UncloneObj.clone(UncloneObj.java:7)
    at com.mock.prototype.CloneTest.main(CloneTest.java:10)

即在对UncloneObj进行clone时扔出了异常。所以Cloneable其实是一个约定型接口，告诉Object.clone()方法，目前是否能够进行底层的克隆行为。由于Object中该方法是native的protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;，细节就不再追踪了。

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浅克隆与深克隆

Java中对象可以分为两类：primitive型和POJO。其中primitive就是如int double float这种基本型，他们在克隆时是直接生成一个新的数据；POJO即Plain Ordinary Java Object，即所有的Java类对象，这种对象在克隆时，需要考虑浅克隆和深克隆的问题。

• 浅克隆：虽然声明了一个新的变量，但其地址与克隆源相同，没有新开辟一块内存；
• 深克隆：声明了新的变量，并为其开辟了一块独立内存空间，再将克隆源的各项字段值拷贝至该新内存空间中；

例如我想获得一份某个文件对象的克隆，针对文件对象中保存的数据，必须要开辟出一块新的内存空间。这样我在编辑新对象时才不会对旧对象进行更改。但如果我希望的是获得一份共享文件的副本，我的改动能够实时变更到其他文件拥有者上，这个时候就可以使用浅克隆进行操作。