原型模式（Prototype）

?一、原型模式介绍

原型模式：原型模式就是从一个对象再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。

所谓原型模式，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。效率高（避免了重新执行构造过程步骤）

克隆类似于new，但和new不同。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出来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不会影响原型对象，克隆后。还可以再修改克隆对象的值。

要实现原型模式，必须实现Cloneable接口，而这个接口里面是空的。

Cloneable接口是一个空接口，使用Cloneable接口都不用导入包。而clone方法是属于Object对象的。如果要克隆某个对象的话必须实现Cloneable接口


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* @author  unascribed

 * @see     java.lang.CloneNotSupportedException

 * @see     java.lang.Object#clone()

 * @since   JDK1.0

 */

public interface Cloneable {

}

重写Object对象的clone方法，clone方法为本地方法。效率比较高


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protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

如果我们要克隆某个对象有浅克隆和深克隆

浅克隆：copy该对象，然后保留该对象原有的引用。也就是说不克隆该对象的属性。

深克隆：copy该对象，并且把该对象的所有属性也克隆出一份新的。

二、代码实现

1、浅克隆代码实现：


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/**

 * 原型模式:浅克隆

 * Cloneable是一个空接口（标记接口），是一个规范。但是如果要克隆这个类对象的话必须实现Cloneable接口

 */

public class Sheep implements Cloneable{

    private String sname;

    private Date birthday;

    

    /**

     * 重写Object对象的clone方法

     */

    @Override

    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

        //直接调用Object对象的clone方法

        Object obj = super.clone();

        return obj;

    }

    //省略get，set方法和构造方法

    

}

/**

 * 测试原型模式（浅克隆）

 */

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Date date = new Date(1274397294739L);

        Sheep s1 = new Sheep("原型羊",date);

        Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();//克隆一个羊

        System.out.println(s1);

        System.out.println(s1.getSname());

        System.out.println("原日期："+s1.getBirthday());

        date.setTime(34732834827389L);//改变原有date的值

        System.out.println("改变后的日期："+date.toString());

        

        //克隆羊的信息

        System.out.println("---------------------------------");

        System.out.println(s2);

        System.out.println(s2.getSname());

        System.out.println(s2.getBirthday());//此时的birthday日期使用的是改变后的日期对象引用

    }

}

最后的结果为：克隆的对象仍然保留了原有对象的引用，值随着改变而改变


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com.fz.prototype.Sheep@153f67e

原型羊

原日期：Fri May 21 07:14:54 CST 2010

改变后的日期：Mon Aug 22 17:40:27 CST 3070

---------------------------------

com.fz.prototype.Sheep@18f51f

原型羊

Mon Aug 22 17:40:27 CST 3070

2、深克隆代码实现：克隆对象的同时，把该对象的属性也连带着克隆出新的。

深克隆只需要在clone方法中将该对象的属性也克隆即可


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/**

 * 重写Object对象的clone方法

 */

@Override

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

    //直接调用Object对象的clone方法

    Object obj = super.clone();

    //深克隆：把对象下的所有属性也克隆出来

    Sheep22 s = (Sheep22) obj;

    s.birthday = (Date) this.birthday.clone();

    return s;

}

测试代码不变，结果则会变了。克隆了之后把原来的日期改变后，克隆的对象2的属性则不会被影响。


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com.fz.prototype.Sheep2@15bdc50

原型羊

原日期：Fri May 21 07:14:54 CST 2010

改变后的日期：Mon Aug 22 17:40:27 CST 3070

---------------------------------

com.fz.prototype.Sheep2@18f51f

原型羊

Fri May 21 07:14:54 CST 2010

3、通过序列化和反序列化来实现深克隆对象：序列化需要原型对象实现Serializable接口


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import java.io.ByteArrayInputStream;

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.ObjectInputStream;

import java.io.ObjectOutputStream;

import java.util.Date;

/**

 * 测试原型模式（利用序列化和反序列化实现深克隆）

 */

public class Test3 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Date date = new Date(1274397294739L);

        Sheep s1 = new Sheep("原型羊",date);

//      Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();//克隆一个羊

        

        //使用序列化和反序列化实现深复制

        //1、将s1对象序列化为一个数组

        //通过ObjectOutputStream流将s1对象读出来给ByteArrayOutputStream流

        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();

        ObjectOutputStream    oos = new ObjectOutputStream(bos);

        oos.writeObject(s1);

        //ByteArrayOutputStream流将对象信息转成byte数组，这样byte数组里就包含了对象的数据

        byte[] bytes = bos.toByteArray();

        

        //2、将字节数组中的内容反序列化为一个Sheep对象

        //通过ByteArrayInputStream流读入bytes字节数组中数据，然后传给ObjectInputStream对象输入流

        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);

        ObjectInputStream    ois = new ObjectInputStream(bis);

        //通过ObjectInputStream返回一个Sheep对象

        Sheep s2 = (Sheep) ois.readObject();

        //原型羊的信息

        System.out.println(s1);

        System.out.println("原日期："+s1.getBirthday());

        date.setTime(34732834827389L);//改变原有date的值

        System.out.println("改变后的日期："+date.toString());

        //克隆羊的信息

        System.out.println("---------------------------------");

        System.out.println(s2);

        System.out.println(s2.getBirthday());

    }

}

通过序列化和反序列化的结果，最终结果还是和深克隆一样。


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com.fz.prototype.Sheep@1a116c9

原日期：Fri May 21 07:14:54 CST 2010

改变后的日期：Mon Aug 22 17:40:27 CST 3070

---------------------------------

com.fz.prototype.Sheep@7eb6e2

Fri May 21 07:14:54 CST 2010

三、测试克隆对象的效率


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package com.fz.prototype;

/**

 * 测试clone对象的效率

 */

public class TestClone {

    //new 对象

    public static void testNew(int size){

        long start = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < size; i++) {

            Laptop l = new Laptop();

        }

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("new 对象耗时："+(end-start));

    }

    //clone 对象

    public static void testClone(int size){

        long start = System.currentTimeMillis();

        Laptop l = new Laptop();

        for (int i = 0; i < size; i++) {

            try {

                Laptop temp = (Laptop) l.clone();

            } catch (CloneNotSupportedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

        long end = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("clone 对象耗时："+(end-start));

    }

    public static void main(String[] args) {

        testNew(1000);

        testClone(1000);

    }

}

class Laptop implements Cloneable{

    public Laptop() {

        //模拟创建Laptop对象的时候比较耗时

        try {

            Thread.sleep(10);

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    @Override

    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

        return super.clone();

    }

}

最后结果为：

new 对象耗时：10063

clone 对象耗时：10

四、使用场景

原型模式适用场景：如果某个对象new的过程中很耗时，则可以考虑使用原型模式。

Spring框架中bean对象的创建就两种模式：单例模式或者原型模式

来自为知笔记(Wiz)

时间： 2024-08-08 13:58:23

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