Java基础教程（208）创建型模式之原型：浅克隆深克隆？Java原型模式深度剖析与实战-优快云博客

一、原型模式核心思想

原型模式（Prototype Pattern）通过复制现有对象来创建新对象，而非通过new关键字实例化。这种模式适用于以下场景：

对象创建成本较高（如需要复杂计算或资源操作）
需要避免构造函数的约束
需要动态配置应用运行时的对象

二、Java实现机制

Java通过Cloneable接口和Object.clone()方法提供原生支持：

public class Prototype implements Cloneable {
    private String field;
    private Date createTime;
    
    // 浅克隆实现
    @Override
    public Prototype clone() {
        try {
            return (Prototype) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
    
    // 深克隆实现
    public Prototype deepClone() {
        Prototype cloned = this.clone();
        cloned.createTime = (Date) this.createTime.clone();
        return cloned;
    }
}

三、浅克隆与深克隆关键差异

克隆类型	特点	适用场景
浅克隆	复制基本类型，引用类型共享同一对象	对象无引用成员或引用不可变
深克隆	完全独立的对象副本，包括所有引用成员	对象包含可变引用成员

四、实战案例：线程安全日期处理

public class User implements Cloneable {
    private String name;
    private Date lastLogin;
    
    // 深克隆确保线程安全
    @Override
    public User clone() {
        try {
            User cloned = (User) super.clone();
            cloned.lastLogin = (Date) lastLogin.clone();
            return cloned;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

// 使用原型模式创建对象
User prototype = new User("模板用户", new Date());
User newUser = prototype.clone();
newUser.setName("新用户"); // 不影响原型对象

五、最佳实践与注意事项

实现Cloneable接口：虽然是个标记接口，但是必须实现才能调用clone()
重写clone方法：将访问修饰符改为public，返回具体类型
处理深克隆：对可变引用类型需要递归调用clone()
考虑序列化替代：复杂对象图可通过序列化实现深克隆
避免final字段：克隆对象时final字段可能无法重新赋值

六、性能优化场景

原型模式在对象池场景中表现优异：

public class ObjectPool {
    private static Map<String, Prototype> pool = new HashMap<>();
    
    public static Prototype getInstance(String key) {
        Prototype cached = pool.get(key);
        return cached != null ? cached.clone() : null;
    }
}