深拷贝浅拷贝及原型模式

2025-02-12

深拷贝浅拷贝及原型模式

浅拷贝

浅拷贝是按位拷贝对象，它会创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值；如果属性是内存地址（引用类型），拷贝的就是内存地址，因此如果其中一个对象改变了这个地址，就会影响到另一个对象。即默认拷贝构造函数只是对对象进行浅拷贝复制(逐个成员依次拷贝)，即只复制对象空间而不复制资源。

如：


@Data
public class User implements Cloneable {

	private Integer age;

	private String name;
	
	private Child child;
	
	@Override
	public User clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (User) super.clone();
	}
}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
	User user = new User();
	user.setAge(18);
	user.setName("张三");

	Child child = new Child();
	child.setAge(3);
	child.setName("张三的儿子");
	user.setChild(child);

	// 浅拷贝
	User clone = user.clone();
	System.out.println(JSON.toJSONString(clone));
	// 修改原来的对象 复制的对象也会被修改
	user.setAge(19);
	child.setAge(4);
	user.setChild(child);
	System.out.println(JSON.toJSONString(clone));

}

可以发现对于拷贝的对象，修改拷贝之前的属性，如属性是基本类型，则无影响，如属性是对象，则会影像拷贝之后的对象。所以浅拷贝会带来数据安全上的问题。

深拷贝

深拷贝，在拷贝引用类型成员变量时，为引用类型的数据成员另辟了一个独立的内存空间，实现真正内容上的拷贝。

对于基本数据类型的成员对象，因为基础数据类型是值传递的，所以是直接将属性值赋值给新的对象。基础类型的拷贝，其中一个对象修改该值，不会影响另外一个（和浅拷贝一样）。
对于引用类型，比如数组或者类对象，深拷贝会新建一个对象空间，然后拷贝里面的内容，所以它们指向了不同的内存空间。改变其中一个，不会对另外一个也产生影响。
对于有多层对象的，每个对象都需要实现 Cloneable 并重写 clone() 方法，进而实现了对象的串行层层拷贝。
深拷贝相比于浅拷贝速度较慢并且花销较大。

对上面的代码实现深拷贝


@Data
public class Child implements Cloneable {

	private Integer age;

	private String name;

	@Override
	public Child clone() throws CloneNotSupportedException {
		return (Child) super.clone();
	}
}

@Data
public class User implements Cloneable {

	private Integer age;

	private String name;

	private Child child;

	@Override
	public User clone() throws CloneNotSupportedException {
		User user = (User) super.clone();
		user.child = child.clone();
		return user;
	}
}

问题

问：Cloneable接口是一个空接口，为什么需要实现Cloneable接口？

答：Cloneable是标示接口与java.io.Serializable类似，用于告知JVM该对象实现clone。并且super.clone()可以返回一个复制。如果实现Cloneable接口直接super.clone()，会抛出CloneNotSupportedException。

原型模式

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，从一个对象创建另外一个可定制的对象，而且不需要知道任何创建的细节。

基本代码

@Slf4j
public class ConcretePrototype implements Cloneable{
	@Override
	public ConcretePrototype clone() {
		Object object = null;
		try {
			object = super.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException exception) {
			log.error("Not support cloneable");
		}
		return (ConcretePrototype )object;
	}
}