原型模式

原型模式
      – 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。
      – 就是java中的克隆技术，以某个对象为原型，复制出新的对象。显然，新的对象具备原型对象的特点
      – 优势有：效率高(直接克隆，避免了重新执行构造过程步骤) 。
      – 克隆类似于new，但是不同于new。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出的对象的属性值完全和原型对象相同。并且克隆出的新对象改变不会影响原型对象。然后，
再修改克隆对象的值。

开发中的应用场景
       – 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的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
       • spring中bean的创建实际就是两种：单例模式和原型模式。（当然，原型模式需要和工厂模式搭配起来）

原型模式实现:
    – Cloneable接口和clone方法
    – Prototype模式中实现起来最困难的地方就是内存复制操作，所幸在Java中提供了clone()方法替我们做了绝大部分事情。

原型模式案例:

//原型模式:潜复制
public class Sheep implements Cloneable,Serializable {   //1997,英国的克隆羊，多利！
	private String sname;
	private Date birthday;
	
	
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		Object obj = super.clone();  //直接调用object对象的clone()方法！
		return obj;
	}


	public String getSname() {
		return sname;
	}


	public void setSname(String sname) {
		this.sname = sname;
	}


	public Date getBirthday() {
		return birthday;
	}


	public void setBirthday(Date birthday) {
		this.birthday = birthday;
	}


	public Sheep(String sname, Date birthday) {
		super();
		this.sname = sname;
		this.birthday = birthday;
	}
	
	public Sheep() {
	}
}

/**
 * 测试原型模式(浅克隆)
 */
public class Client {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Date date = new Date(12312321331L);
		Sheep s1 = new Sheep("少利",date);
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s1.getSname());
		System.out.println(s1.getBirthday());
		
		date.setTime(23432432423L);
		
		System.out.println(s1.getBirthday());
		
		Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();
		s2.setSname("多利");
		System.out.println(s2);
		System.out.println(s2.getSname());
		System.out.println(s2.getBirthday());
		
    }
}

浅克隆存在的问题:
    – 被复制的对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。

                              

深克隆如何实现
    – 深克隆把引用的变量指向复制过的新对象，而不是原有的被引用的对象。
    – 深克隆：让已实现Clonable接口的类中的属性也实现Clonable接口
    – 基本数据类型和String能够自动实现深度克隆（值的复制）

深克隆实现(实现Cloneable 接口)

//测试深复制
public class Sheep2 implements Cloneable {   //1997,英国的克隆羊，多利！
	private String sname;
	private Date birthday;
	
    @Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		Object obj = super.clone();  //直接调用object对象的clone()方法！
		
		
		//添加如下代码实现深复制(deep Clone)
		Sheep2 s = (Sheep2) obj;
		s.birthday = (Date) this.birthday.clone();  //把属性也进行克隆！
		
		return obj;
	}


	public String getSname() {
		return sname;
	}


	public void setSname(String sname) {
		this.sname = sname;
	}


	public Date getBirthday() {
		return birthday;
	}


	public void setBirthday(Date birthday) {
		this.birthday = birthday;
	}


	public Sheep2(String sname, Date birthday) {
		super();
		this.sname = sname;
		this.birthday = birthday;
	}
	
	public Sheep2() {
	}
}

/**
 * 原型模式(深复制)
 */
public class Client2 {
	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
		Date date = new Date(12312321331L);
		Sheep2 s1 = new Sheep2("少利",date);
		Sheep2 s2 = (Sheep2) s1.clone();   //实现深复制。s2对象的birthday是一个新对象！
		
		
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s1.getSname());
		System.out.println(s1.getBirthday());
		
		date.setTime(23432432423L);
		
		System.out.println(s1.getBirthday());
		
		
		s2.setSname("多利");
		System.out.println(s2);
		System.out.println(s2.getSname());
		System.out.println(s2.getBirthday());
    }
}

             

 

深克隆实现(使用序列化和反序列化的方式实现)

/**
 * 原型模式(深复制,使用序列化和反序列化的方式实现深复制)
 */
public class Client3 {
	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, Exception {
		Date date = new Date(12312321331L);
		Sheep s1 = new Sheep("少利",date);
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s1.getSname());
		System.out.println(s1.getBirthday());

		
//		使用序列化和反序列化实现深复制
		ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream    oos = new ObjectOutputStream(bos);
		oos.writeObject(s1);
		byte[] bytes = bos.toByteArray();
		
		ByteArrayInputStream  bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
		ObjectInputStream	  ois = new ObjectInputStream(bis);
		
		Sheep s2 = (Sheep) ois.readObject();   //克隆好的对象！
		
		System.out.println("修改原型对象的属性值");  
		date.setTime(23432432423L);
		
		System.out.println(s1.getBirthday());
		
		s2.setSname("多利");
		System.out.println(s2);
		System.out.println(s2.getSname());
		System.out.println(s2.getBirthday());
		
    }
}

短时间大量创建对象时，原型模式和普通new方式效率测试

/**
 * 测试普通new方式创建对象和clone方式创建对象的效率差异！
 * 如果需要短时间创建大量对象，并且new的过程比较耗时。则可以考虑使用原型模式！
 */
public class Client4 {
	
	public static void testNew(int size){
		long start = System.currentTimeMillis();
		for(int i=0;i<size;i++){
			Laptop t = new Laptop();
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("new的方式创建耗时："+(end-start));
	}
	
	public static void testClone(int size) throws CloneNotSupportedException{
		long start = System.currentTimeMillis();
		Laptop t = new Laptop();
		for(int i=0;i<size;i++){
			Laptop temp = (Laptop) t.clone();
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("clone的方式创建耗时："+(end-start));
	}
	
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {	
		testNew(1000);
		testClone(1000);
	}
}


class Laptop implements Cloneable {  //笔记本电脑
	public Laptop() {
		try {
			Thread.sleep(10);  //模拟创建对象耗时的过程!
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		Object obj = super.clone();  //直接调用object对象的clone()方法！
		return obj;
	}
}