原型模式学习笔记

原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是指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

使用场景

1. 类初始化消耗资源较多，或者构造函数比较复杂
2. new 产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据准备、访问权限等），因为原型模式是在内存中对这个对象进行拷贝，要比直接new这个对象性能要好很多，在这种情况下，需要的对象越多，原型模式体现出的优点越明显
3. 需要一个对象的大量公共信息，少量字段进行个性化设置的时候，或者循环体中生产大量对象时

构造函数问题

public class Protoype implements Cloneable{

    public Protoype(){
        System.out.println("create a new object");
    }

    @Override
    protected Protoype clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Protoype)super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Protoype protoype = new Protoype();
        Protoype clone = protoype.clone();
    }
}

输出：

由此可见，只输出了一次语句，使用clone()方法时，未调用构造函数
new的时候，JVM要走一趟类加载流程，这个流程非常麻烦，在类加载流程中会调用构造函数，最后生成的对象会放到堆中，而拷贝就是直接拷贝堆中的现成的二进制对象，然后重新一个分配内存块。

简单克隆（浅拷贝 Shallow Copy ）

public class Protoype implements Cloneable{
    private String name;
    private Object o = new Object();

    public Protoype(){
        System.out.println("create a new object");
    }

    @Override
    protected Protoype clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Protoype)super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Protoype protoype = new Protoype();
        protoype.setName("OriginalName");
        Protoype clone = protoype.clone();
        System.out.println("原对象名字："+ protoype.getName() + "  拷贝对象名字：" + clone.getName());
        System.out.println("name引用地址是否相同:" + (protoype.getName() == clone.getName()));
        System.out.println("内部对象引用地址是否相同:" + (protoype.getO() == clone.getO()));
        System.out.println("原对象："+ protoype.getO() + "  拷贝对象名字：" + clone.getO());
    }

输出结果：
从测试结果看出Object的引用地址是相同的，意味着复制的不是值，而是引用的地址。
只是完整 复制了值类型数据，没有赋值引用对象，只是将引用的指针指向了原对象

深度克隆（深拷贝 Deep Clone）

在浅拷贝中，我们只能克隆到基础的数据类型，那么实现深克隆，我们需要将引用数据类型的对象重新new出来，并且使拷贝出的对象中的引用指向新创建出的对象（包括数组）

 @Override
    protected Protoype clone() throws CloneNotSupportedException {
    	Protoype p = (Protoype)super.clone();
    	p.setO(new Object());
        return p;
    }

克隆破坏单例

如果我们克隆的目标的对象是单例对象，那意味着，深克隆就会破坏单例。实际上防止 克隆破坏单例解决思路非常简单，禁止深克隆便可。要么你我们的单例类不实现 Cloneable 接口；要么我们重写 clone()方法，在 clone 方法中返回单例对象即可

@Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
	return INSTANCE; 
}

源码

ArrayList 就实现了 Cloneable 接口，来看代码 clone()方法的实现：

public Object clone() { 
	try {
		ArrayList<?> v = (ArrayList<?>) super.clone(); 
		v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size); 
		v.modCount = 0; return v; 
	} catch (CloneNotSupportedException e) { 
	// this shouldn't happen, since we are Cloneable 
		throw new InternalError(e); 
	}
}