创建型——原型模式（Prototype）day05

原型模式基本介绍

• 原型模式Prototype也称为克隆模式
• 原型模式(Prototype模式)是指:用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型，创建新的对象
• 原型模式是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道如何创建的细节
• 工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即对象.clone()
• 实现原型模式需要实现标记型接口Cloneable
• 一般会重写clone()方法
  如果只是重写clone()方法，而没实现接口，调用时会报异常
• 一般用于一个对象的属性已经确定，需要产生很多相同对象的时候
• 需要区分深克隆与浅克隆
• 形象的理解:孙大圣拔出猴毛，变出其它孙大圣

原型模式UML图

➢原理结构图说明

1. Prototype: 原型类，声明一个克隆自己的接口
2. ConcretePrototype: 具体的原型类，实现-一个克隆自己的操作
3. Client: 让一个原型对象克隆自己，从而创建一一个新的对象(属性一样)

浅克隆

浅克隆，如果被克隆类有一个属性是其他的对象，那么它克隆出来的对象会互相干扰。

package com.xhl.prototype;
//浅克隆，如果克隆location就会相互影响
public class Text {

	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stu
		Person p1 = new Person();
		Person p2 = (Person)p1.clone();
		System.out.println(p2.age+" "+p2.score);
		System.out.println(p2.loc);
		
		System.out.println(p1.loc==p2.loc);
		p1.loc.street="sh";
		System.out.println(p2.loc);
	}

}

class Person implements Cloneable{
	int age = 8;
	int score = 100;
	
	Location loc = new Location("bj",22);

	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return super.clone();
	}
	
}

class Location{
	String street;
	int roomNo;
	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "Lacation["+
				"street='"+street+
				",roomNo="+roomNo+
				"]";
	}
	public Location(String street, int roomNo) {
		super();
		this.street = street;
		this.roomNo = roomNo;
	}
	
}

原因：

总结：

• 对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。
• 对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。

深克隆

第一种方法

package com.xhl.prototype;
//深克隆

public class Text1 {

	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stu
		Person1 p1 = new Person1();
		Person1 p2 = (Person1)p1.clone();
		System.out.println(p2.age+" "+p2.score);
		System.out.println(p2.loc);
		
		System.out.println(p1.loc==p2.loc);
		p1.loc.street="sh";
		System.out.println(p2.loc);
	}

}

class Person1 implements Cloneable{
	int age = 8;
	int score = 100;
	
	Location1 loc = new Location1("bj",22);

	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		Person1 p = (Person1)super.clone();
		p.loc = (Location1)loc.clone();
		return p;
	}
	
}

class Location1 implements Cloneable{
	String street;
	/*
	 * String类型也是引用类型，
	 * 但是不需要进行深克隆
	 * 因为String类型指向的是一个常量池
	 * 本身就是共用的
	 */
	int roomNo;
	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "Lacation["+
				"street='"+street+
				",roomNo="+roomNo+
				"]";
	}
	public Location1(String street, int roomNo) {
		super();
		this.street = street;
		this.roomNo = roomNo;
	}
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return super.clone();
	}
	
}

第二种方法

package com.xhl.prototype;
//深克隆

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class Text1 {

	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stu
		Person1 p1 = new Person1();
		//Person1 p2 = (Person1)p1.clone();
		Person1 p2 = (Person1) p1.deepClone();
		System.out.println(p2.age+" "+p2.score);
		System.out.println(p2.loc);
		
		System.out.println(p1.loc==p2.loc);
		p1.loc.street="sh";
		System.out.println(p2.loc);
		
		
	}

}

class Person1 implements Cloneable,Serializable{
	int age = 8;
	int score = 100;
	
	Location1 loc = new Location1("bj",22);

	//方法一
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		Person1 p = (Person1)super.clone();
		p.loc = (Location1)loc.clone();
		return p;
	}
	
	//方法二 通过对象序列化实现
	public Object deepClone() {
		ByteArrayOutputStream bos = null;
		ObjectOutputStream oos = null;
		ByteArrayInputStream bis = null;
		ObjectInputStream ois = null;
		
		try {
			//序列化
			bos = new ByteArrayOutputStream();
			oos = new ObjectOutputStream(bos);
			oos.writeObject(this);
			
			//反序列化
			bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
			ois = new ObjectInputStream(bis);
			Person1 p = (Person1)ois.readObject();
			return p;
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
			e.printStackTrace();
			return null;
		}finally {
			try {
				bos.close();
				oos.close();
				bis.close();
				ois.close();
			} catch (Exception e2) {
				// TODO: handle exception
				System.out.println(e2.getMessage());
			}
		}
	}
	
}

class Location1 implements Cloneable,Serializable{
	String street;
	/*
	 * String类型也是引用类型，
	 * 但是不需要进行深克隆
	 * 因为String类型指向的是一个常量池
	 * 本身就是共用的
	 */
	int roomNo;
	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return "Lacation["+
				"street='"+street+
				",roomNo="+roomNo+
				"]";
	}
	public Location1(String street, int roomNo) {
		super();
		this.street = street;
		this.roomNo = roomNo;
	}
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		// TODO Auto-generated method stub
		return super.clone();
	

总结：

• 复制对象的所有基本数据类型的成员变量值
• 为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝

原型模式注意事项和细节

• 创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能够提高效率
• 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态
• 如果原始对象发生变化(增加或者减少属性)，其它克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码
• 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码
• 缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法， 这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，需要修改其源代码，违背了ocp（开闭） 原则。

原型模式在Spring框架中源码分析

• Spring中原型bean的创建，就是原型模式的应用
• 代码分析+Debug源码