我们今天来考虑一下给用户邮箱发广告信这个模块是怎么开发的。既然是广告信，肯定需要一个模版，然后再从数据库中把客户的信息一个一个的取出，放到模版中生成一份完整的邮件，然后扔给发送机进行发送处理，我们来看类图：
在类图中AdvTemplate是广告信的模板，一般都是从数据库取出，生成一个BO或者是DTO，我们这里使用一个静态的值来做代表；Mail类是一个邮件类，发送机发送的就是这个类，我们先来看看我们的程序：
public class AdvTemplate {
/**
* 广告信名称
*/
private String advSubject = "XX银行国庆信用卡抽奖活动";
/**
* 广告信内容
*/
private String advContext = "国庆抽奖活动通知：只要刷卡就送你1百万！....";
public String getAdvSubject() {
return advSubject;
}
public String getAdvContext() {
return advContext;
}
}
public class Mail {
/**
* 收件人
*/
private String receiver;
/**
* 主题
*/
private String subject;
/**
* 称呼
*/
private String appellation;
/**
* 邮件内容
*/
private String context;
/**
* 邮件尾部信息
*/
private String tail;
public Mail(AdvTemplate advTemplate) {
this.context = advTemplate.getAdvContext();
this.subject = advTemplate.getAdvSubject();
}
public String getReceiver() {
return receiver;
}
public void setReceiver(String receiver) {
this.receiver = receiver;
}
public String getSubject() {
return subject;
}
public void setSubject(String subject) {
this.subject = subject;
}
public String getAppellation() {
return appellation;
}
public void setAppellation(String appellation) {
this.appellation = appellation;
}
public String getContext() {
return context;
}
public void setContext(String context) {
this.context = context;
}
public String getTail() {
return tail;
}
public void setTail(String tail) {
this.tail = tail;
}
}
public class Client {
/**
* 发送邮件的数量
*/
private static int maxCount = 6;
public static void main(String[] args) {
// 模拟发送邮件
int i = 0;
// 定义模板
Mail mail = new Mail(new AdvTemplate());
mail.setTail("XX银行版本所有");
while (i < maxCount) {
mail.setAppellation(getRandString(5) + " 先生/女士");
mail.setReceiver(getRandString(5) + "@" + getRandString(8) + ".com");
sendMail(mail);
i++;
}
}
/**
* 发送邮件
*/
public static void sendMail(Mail mail) {
System.out.println(String.format("标题: %s, 收件人: %s ... 发送成功！", mail.getSubject(), mail.getReceiver()));
}
/**
* 生成随机字符串
* @param maxLength 字符串的最大长度
* @return 生成的字符串
*/
public static String getRandString(int maxLength) {
String source = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < maxLength; i++) {
sb.append(source.charAt(random.nextInt(source.length())));
}
return sb.toString();
}
}
程序写出来了，我们考虑一个问题：发邮件可以使用多线程去发吗？当然是可以的，但是会有线程安全的问题，产生第一封邮件对象，放到线程1中运行，还没有发送出去；线程2也也启动了，直接就把邮件对象mail的收件人地址和称谓修改掉了，线程安全有多种解决办法，我们这里使用原型模式来解决这个问题，使用对象的拷贝功能来解决这个问题，类图稍作修改，如下图：
我们来看Mail类的改变：
public class Mail implements Cloneable {
/**
* 收件人
*/
private String receiver;
/**
* 主题
*/
private String subject;
/**
* 称呼
*/
private String appellation;
/**
* 邮件内容
*/
private String context;
/**
* 邮件尾部信息
*/
private String tail;
public Mail(AdvTemplate advTemplate) {
this.context = advTemplate.getAdvContext();
this.subject = advTemplate.getAdvSubject();
}
@Override
protected Mail clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Mail)super.clone();
}
public String getReceiver() {
return receiver;
}
public void setReceiver(String receiver) {
this.receiver = receiver;
}
public String getSubject() {
return subject;
}
public void setSubject(String subject) {
this.subject = subject;
}
public String getAppellation() {
return appellation;
}
public void setAppellation(String appellation) {
this.appellation = appellation;
}
public String getContext() {
return context;
}
public void setContext(String context) {
this.context = context;
}
public String getTail() {
return tail;
}
public void setTail(String tail) {
this.tail = tail;
}
}
Client类的改变：
public class Client {
/**
* 发送邮件的数量
*/
private static int maxCount = 6;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 模拟发送邮件
int i = 0;
// 定义模板
Mail mail = new Mail(new AdvTemplate());
mail.setTail("XX银行版本所有");
while (i < maxCount) {
Mail cloneMail = mail.clone();
cloneMail.setAppellation(getRandString(5) + " 先生/女士");
cloneMail.setReceiver(getRandString(5) + "@" + getRandString(8) + ".com");
sendMail(cloneMail);
i++;
}
}
/**
* 发送邮件
*/
public static void sendMail(Mail mail) {
System.out.println(String.format("标题: %s, 收件人: %s ... 发送成功！", mail.getSubject(), mail.getReceiver()));
}
/**
* 生成随机字符串
* @param maxLength 字符串的最大长度
* @return 生成的字符串
*/
public static String getRandString(int maxLength) {
String source = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < maxLength; i++) {
sb.append(source.charAt(random.nextInt(source.length())));
}
return sb.toString();
}
}
一样完成了电子广告信的发送功能，而且sendMail()即使是多线程也没有关系，mail.clone()这个方法把对象拷贝一份，产生一个新的对象，和原有对象一样，然后再修改细节的数据，如设置称谓，设置收件人地址等等。这种不通过new关键字来产生一个对象，而是通过对象拷贝来实现的模式就叫做原型模式，其通用类图如下：
这个模式的核心是一个clone()方法，通过这个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。
原型模式虽然很简单，但是在Java中使用原型模式也就是clone()方法还是有一些注意事项的：
-
对象拷贝时，类的构造函数是不会被执行的，对象拷贝时确实构造函数没有被执行，这个从原理来讲也是可以讲得通的，
Object类的clone()方法的原理是从推内存中以二进制流的方式进行拷贝，重新分配一个内存块，那构造函数没有被执行也是非常正常的了。public class CloneExample implements Cloneable { public CloneExample() { System.out.println("调用构造器..."); } @Override protected CloneExample clone() throws CloneNotSupportedException { return (CloneExample)super.clone(); } public static void main(String[] args) throws Exception { CloneExample ce1 = new CloneExample(); CloneExample ce2 = ce1.clone(); System.out.println(ce1); System.out.println(ce2); } }
-
浅拷贝和深拷贝问题
public class CloneExample2 implements Cloneable { private ArrayListarrayList = new ArrayList<>(); @Override protected CloneExample2 clone() throws CloneNotSupportedException { return (CloneExample2)super.clone(); } public void setValue(String value) { arrayList.add(value); } public ArrayList getValue() { return arrayList; } public static void main(String[] args) throws Exception { CloneExample2 ce1 = new CloneExample2(); ce1.setValue("张三"); CloneExample2 ce2 = ce1.clone(); ce2.setValue("李四"); System.out.println(ce1.getValue()); // 结果是: [张三, 李四] } } 怎么会有李四呢？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，是一个种非常不安全的方式，在实际项目中使用还是比较少的。你可能会比较奇怪，为什么在Mail那个类中就可以使用String类型，而不会产生由浅拷贝带来的问题呢？内部的数组和引用对象才不拷贝，其他的原始类型比如int、long、String（Java就希望你把String认为是基本类型，String是没有clone()方法的）等都会被拷贝的。浅拷贝是有风险的，那怎么才能深入的拷贝呢？我们修改一下我们的程序：@Override protected CloneExample2 clone() throws CloneNotSupportedException { /* * 浅拷贝 * return (CloneExample2)super.clone(); */ /* * 深拷贝 */ CloneExample2 ce = (CloneExample2)super.clone(); ce.arrayList = (ArrayList)arrayList.clone(); return ce; } 深拷贝还有一种实现方式就是通过自己写二进制流来操作对象，然后实现对象的深拷贝，深拷贝和浅拷贝建议不要混合使用，一个类中某些引用使用深拷贝，某些引用使用浅拷贝，这是一种非常差的设计，特别是是在涉及到类的继承，父类有几个引用的情况就非常的复杂，建议的方案深拷贝和浅拷贝分开实现。
-
对象的
clone()与对象内的final属性是冲突的public class CloneExample3 implements Cloneable { private final ArrayListarrayList = new ArrayList<>(); @Override protected CloneExample3 clone() throws CloneNotSupportedException { CloneExample3 ce = (CloneExample3)super.clone(); ce.arrayList = (ArrayList )arrayList.clone(); // 编译报错 return ce; } public void setValue(String value) { arrayList.add(value); } public ArrayList getValue() { return arrayList; } }
原型模式的适用场景：
- 一是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；
- 二是通过
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； - 三是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()方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
本文原书：
《您的设计模式》 作者：CBF4LIFE