原型模式详解

原型模式

定义： 用于创建重复的对象，同时又能保证性能。用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

使用场景：

• 资源优化
• 性能和安全要求的场景
• 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
• 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用
• 原型模式很少单独出现，一般和工厂方法模式配合使用，原型模式 clone 对象，工厂方法提供调用

使用条件：

• 必须实现 Cloneable 接口。在 java 虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出 CloneNotSupportedException 异常。
• 重写 Object 类中的 clone() 方法

注意事项：

• 原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的，属于浅拷贝。只需要实现 Cloneable 接口，重写 Object 的 clone() 方法。深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。Object 类的 clone() 方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，对于数组、对象等拷贝的是对象的地址（因此每个 clone 对象指向同一对象，无法做到数据隔离）。
• 原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过 Object 的 clone() 方法来完成的。因此，构造方法的访问权限也会失效，与单例模式也会发生冲突。

实现

原型类

/**
 * 原型类
 */
@Data
public abstract class Prototype implements Cloneable{
    protected  String name;

    public Prototype clone(){
        Prototype prototype = null;
        try{
            prototype = (Prototype)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return prototype;
    }

    public abstract void say(int i);
}

/**
 * 原型类子类 1
 */
public class PrototypeSubclass1 extends Prototype{
    public PrototypeSubclass1() {
        name = "子类1 无参构造";
    }

    public PrototypeSubclass1(int i) {
        name = "子类1 有参构造";
    }

    @Override
    public void say(int i) {
        System.out.println("创建了第 "+ i +" 个原型类子类1");
    }
}


/**
 * 原型类子类 2
 */
public class PrototypeSubclass2 extends Prototype{
    public PrototypeSubclass2() {
        name = "子类 2 无参构造";
    }

    public PrototypeSubclass2(int i) {
        name = "子类 2 有参构造";
    }

    @Override
    public void say(int i) {
        System.out.println("创建了第 "+ i +" 个原型类子类2");
    }
}

调用者（clone 对象）

public class CallPrototype {
    public static void main(String[] args){
        Prototype pt1 = new PrototypeSubclass1(1);
        for(int i=0; i< 2; i++){
            // clone 不会调用构造方法
            Prototype prototype = (Prototype)pt1.clone();
            prototype.say(i);
            System.out.println(prototype.getName());
        }
        Prototype pt2 = new PrototypeSubclass2();
        for(int i=0; i< 2; i++){
            Prototype prototype = (Prototype)pt2.clone();
            prototype.say(i);
            System.out.println(prototype.getName());
        }
    }
}
------------------------打印结果-----------------------
创建了第 0 个原型类子类1
子类1 有参构造
创建了第 1 个原型类子类1
子类1 有参构造
创建了第 0 个原型类子类2
子类 2 无参构造
创建了第 1 个原型类子类2
子类 2 无参构造