java clone技术 浅谈

在java里提到clone技术，大家可能很快就会想到java.lang.Cloneable这个接口。大家可能都知道：所有具有clone功能的类都有一个特性，那就是它直接或间接地实现了Cloneable接口。但是仔细一翻看Cloneable接口的源码发现一个方法都没有。其实子类实现Cloneable接口，相当于一个标示：既在jvm的方法区中存放了想具有clone功能的类(子类)实现了的接口列表，如果接口列表中含有java.lang.Cloneable这个值，jvm将调用类中的clone();显然clone()必须重写自所有java类的祖宗类Object的这个方法；

这个我们从Object类中clone()方法申明中可以略窥一二

 

* @return a clone of this instance. * @exception CloneNotSupportedException if the object's class does not * support the <code>Cloneable</code> interface. Subclasses * that override the <code>clone</code> method can also * throw this exception to indicate that an instance cannot * be cloned. * @see java.lang.Cloneable */ protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; 

 

 

这段源码的@exception部分的描述内容明确指出对象类必须支持Cloneable接口，否则即使派生类覆盖了Object#clone()方法，也会抛出CloneNotSupportedException这个异常。

为什么一定要覆盖Object类的clone方法呢？主要有俩方面因素：

1：我们看上面的Object类的clone方法源码发现该方法的访问控制权限为protected ，如果我们不在子类中覆盖它，将访问权限变为 public;那么就使得clone方法对使用者不可见。

2：覆盖方法，显然是重写重写定制该方法行为了，对吧？比如我们下面时候的深浅拷贝

 有了上面这段clone技术的基本的知识后，我们先了解下clone技术的原理。查阅下资料可知：

Object类的clone方法原理是从内从中(具体说是对内存)以二级制流的方式进行拷贝，重新分配一个内存模块来克隆一个新的java对象。

我们从程序上来验证这点：

 

 

public class TestClone implements Cloneable { public TestClone() { System.out.println(" 构造函数被执行了"); } public TestClone clone() { TestClone testClone = null; try { testClone = (TestClone) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return testClone; } public static void main(String[] args) { System.out.println("第一次开始执行构造函数"); TestClone testClone = new TestClone(); System.out.println("看clone是否会执行构造函数"); TestClone testClone1 = testClone.clone(); } } 

 

运行结果如下：

第一次开始执行构造函数

    构造函数被执行了

看clone是否会执行构造函数

显然使用clone方法克隆java对象的时候，并没有去执行java类的构造方法，而是直接从堆内存中复制出新内存对象。

浅clone和深clone

在解释什么是深拷贝和浅拷贝之前，我们先来看看例子

import java.util.ArrayList; public class TestShenQianClone implements Cloneable { private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(); public TestShenQianClone clone() { TestShenQianClone testClone = null; try { testClone = (TestShenQianClone) super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return testClone; } public ArrayList<String> getArrayList() { return this.arrayList; } public void setValue(String value) { arrayList.add(value); } public static void main(String[] args) { TestShenQianClone testClone = new TestShenQianClone(); testClone.setValue("张三"); TestShenQianClone testClone1 = testClone.clone(); testClone1.setValue("李四"); System.out.println(testClone.getArrayList()); System.out.println(testClone1.getArrayList()); } }  

 

运行结果为：

[张三, 李四]

[张三, 李四]

为什么会这样？因为Java做了一个偷懒的浅拷贝，Object类提供的clone方法只是拷贝本对象(即：原型类型数据(int,short,bit,long等)和不可变对象(String)以及可变对象引用)。

对于上面的该例子：只是拷贝了arrayList引用，该new ArrayList<String>()数组对象还是公用同一份。类似下图

 

  

 

 

而我们希望不是俩个对象公用同一对象内存数据。我们希望一个对象一个。

那如果要达到这样的效果，我们该如何做呢？

看看调整后的代码

 

 

import java.util.ArrayList; public class TestShenQianClone implements Cloneable { private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(); public TestShenQianClone clone() { TestShenQianClone testClone = null; try { testClone = (TestShenQianClone) super.clone(); testClone.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return testClone; } public ArrayList<String> getArrayList() { return this.arrayList; } public void setValue(String value) { arrayList.add(value); } public static void main(String[] args) { TestShenQianClone testClone = new TestShenQianClone(); testClone.setValue("张三"); TestShenQianClone testClone1 = testClone.clone(); testClone1.setValue("李四"); System.out.println(testClone.getArrayList()); System.out.println(testClone1.getArrayList()); } }  

 

程序改动点有一开始的

testClone = (TestShenQianClone) super.clone();

变成了现在的

testClone = (TestShenQianClone) super.clone();
testClone.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone();

那看看效果如果，看运行结果:

[张三]
[张三, 李四]

效果出来了吧。testClone的数据(张三)拷贝到了testClone1中了，但是testClone1的数据(李四)只是他自己的。

因此：如果java类中含有可变类对象引用，要执行拷贝的话，需要分别对这些可变类对象进行拷贝，才能达到深度拷贝。

可变类对象引用解释：这个类不是final类型的对象应用。其中String就不是这种，而是不可变类型引用。