Java克隆详解-优快云博客

1. Overiew
在实际编程中，我们经常会遇到这样一个情景：有一个对象A，存在属性方法，现在需要一个和A完全相同的新对象B，并且B的任何改动都不会影响到A中的值。那么，最常用的办法就是对A进行克隆。

2. How to Clone
在java.lang.Object中有一个clone方法，该方法的签名如下：
[code="java"]
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
[/code]
该方法返回一个Object实例的拷贝，该实例拷贝具有：
1)拷贝对象是一个新对象而不是一个原对象引用。
2)拷贝的对象中包含的是原有对象信息，而不是对象初始化的信息(也就是说，拷贝过程没有调用构造函数)。

从第1条我们可以看出，拷贝的对象与原对象存在这样一种关系：
[code="java"]
   1. x.clone() != x      will be true
   2. x.clone().getClass() == x.getClass() will be true, but these are not absolute requirements
   3. x.clone().equals(x) will be true, but these are not absolute requirements
[/code]
要实现克隆，必须满足一下三点：
     1)类必须实现Cloneable接口
     2)类必须重载Object类中的clone()方法
     3)重载的clone()方法中，必须显示调用super.clone()。

我们看一下Cloneable接口的定义:
[code="java"]
public interface Cloneable { }
[/code]
Cloneable接口是不包含任何方法的,仅仅表示一个标志(类似Serializable接口)，而且这个标志也是针对Object类中clone()方法的，如果clone类没有实现Cloneable接口，并调用了Object的clone()方法（也就是调用了super.Clone()方法），那么Object的clone()方法就会抛出CloneNotSupportedException异常。

按照要求，我们写一个克隆类的小例子:
[code="java"]
public class DummyClone implements Cloneable{

public Object clone(){
  DummyClone dc = null;
  try {
   dc = (DummyClone)super.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  return dc;
}
}
[/code]

3. Shadow Clone
首先，我们来看一个例子：ClassA没有实现Cloneable接口。ClassB存在ClassA的实例，实现了Cloneable接口，并重载了clone方法。ClassC实例化一个ClassB对象，然后克隆一个对象。
[code="java"]
class ClassA {

public int a;

public void doubleA(){
  a = a * 2;
}

public ClassA(int aa){
  this.a = aa;
}

public String toString(){
  return Integer.toString(a);
}
}

class ClassB implements Cloneable{

public int b;

public ClassA ca = new ClassA(11);

public Object clone(){
  ClassB cb = null;
  try {
   cb = (ClassB)super.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  return cb;
}
}

public class ClassC {

public static void main(String[] args) {
  ClassB cb = new ClassB();
  cb.b = 222;
  System.out.println("before clone : cb.b = " + cb.b);
  System.out.println("before clone : cb.ca = " + cb.ca);

  //
  ClassB cb2 = (ClassB)cb.clone();
  cb2.b = 3333;
  cb2.ca.doubleA();
  System.out.println("========================");
  System.out.println("after clone : cb.b = " + cb.b);
  System.out.println("after clone : cb.ca = " + cb.ca);
  System.out.println("========================");
  System.out.println("after clone : cb2.b = " + cb2.b);
  System.out.println("after clone : cb2.ca = " + cb2.ca);
}
}
[/code]
输出结果如下：
[code="java"]
before clone : cb.b = 222
before clone : cb.ca = 11
========================
after clone : cb.b = 222
after clone : cb.ca = 22
========================
after clone : cb2.b = 3333
after clone : cb2.ca = 22
[/code]
从结果我们看到，int类型的b被完全的克隆了，而ClassA类型的ca却没有被克隆。因为克隆后cb2对b的赋值不会影响原有cb中b的值，而调用cb2.ca.doubleA()方法后，对cb2.ca的改变同时改变了cb.ca，表明cb2.ca与cb.ca仅仅指向同一个对象的不同引用。从中可以看出，调用Object类中clone()方法产生的效果是：先在内存中开辟一块和原始对象一样的空间，然后原样拷贝原始对象中的内容。对基本数据类型，这样的操作是没有问题的，但对非基本类型变量clone后的变量和原始对象中相应的变量指向的是同一个对象。

这就是影子克隆。影子克隆，并没有完整的完成克隆，有时候这并不是我们想要的结果。我们有时需要，就像列子中调用cb2.ca.doubleA()方法时，不会对原对象产生改变，这时候我们就需要deep clone;

4. Deep Clone
要实现深度克隆,在上面的例子基础上，我们只需要这样修改即可：
[code="java"]
class ClassA implements Cloneable{

public int a;

public void doubleA(){
  a = a * 2;
}

public ClassA(int aa){
  this.a = aa;
}

public String toString(){
  return Integer.toString(a);
}

public Object clone(){
  ClassA ca = null;
  try {
   ca = (ClassA)super.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  return ca;
}
}