原型模式

原型模式

不通过new关键字来产生一个对象，而通过对象复制来生产对象的模式，原型模式的核心是clone方法，通过该方法进行对象的拷贝。

也就是先生产出一个包含大量共有信息的类对象，然后拷贝出副本修正细节信息，建立一个完整的个性对象。

定义

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

优缺点

• 性能好
  原型模式是内存二进制流侧拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别在一个循环体内产生大量的对象时，原型模式可以更好的体现其优点。
• 逃避构造函数的约束
  直接在内存中拷贝，构造函数不会执行。优点和缺点都是减少了约束。

使用场景

需要频繁的new一个对象，并且该对象需要繁琐的数据准备时；
一个对象要提供给其他对象访问，各个调用者可能需要修改其值时；

原型模式一般与工厂方法模式一起出现，通过clone的方法来创建对象，然后由工厂方法提供给调用者。

实现

public class PrototypeClass implements Cloneable{
    @Override
    public PrototypeClass clone(){
        PrototypeClass p = null;
        try{
            p = (PrototypeClass)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            //TODO
        }
        return p;
    }
}

注意事项

构造函数不会被执行

Object类的clone方法原理是从内存中（堆内存）以二进制流的方式进行拷贝，重新分配一个内存快，构造函数是不会被执行的。

浅拷贝

Object类提供的方法clone只是拷贝本对象，对于其内部的数组、引用对象都不拷贝还是指向原声对象的内部元素地址。

public class PrototypeClass implements Cloneable{
    public ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();

    @Override
    public PrototypeClass clone(){
        PrototypeClass p = null;
        try{
           p = (PrototypeClass) super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e) ) {
            //
        }
        return p;
    }
}

深拷贝

深拷贝需要拷贝对象自身外，还需要拷贝对象的所有引用的对象。

通过clone方式实现：

public class PrototypeClass implements Cloneable{
    public ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();

    @Override
    public PrototypeClass clone(){
        PrototypeClass p = null;
        try{
           p = (PrototypeClass) super.clone();
           p.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e) ) {
            //
        }
        return p;
    }
}

通过序列化方式来实现，通过序列化将对象(该对象的类必须实现Serializable接口)写到一个流中，然后再从流里把对象读出来以实现深克隆。

public static <T extends Serializable> T clone(T t) throws Exception {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
    oos.writeObject(t);

    ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
    return (T)ois.readObject();
}

clone与final的冲突

当使用clone方法的时候，类的成员变量不可以增加final关键字。

拓展：
Java提高篇——对象克隆（复制）