创建型——原型模式

原型模式相对其他创建型的设计模式比较容易。其核心就是克隆方法。Object.clone（）

定义

• 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。

特点

• 不需要知道任何创建细节，不调用构造函数。

适用场景

• 类初始化需要消耗较多的资源

• 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）

• 构造函数比较复杂

• 循环体中生产大量对象

优点

• 性能上比new 一个对象高
• 简化创建过程

缺点

• 必须配备克隆方法。Object.clone（）方法。
• 对克隆复杂对象或者对克隆出的对象进行复杂改造的时候，会有风险。
• 深拷贝，浅拷贝。

Code

业务场景

• 邮件的创建。一封邮件包括：主题，收件人，抄送人，地址，内容，发送日期。邮件构建复杂
• 循环发送邮件

业务分析与模型构建

• 邮件的创建比较复杂，且需要循环进行发送，那么我们需要保存一份模板，然后动态的进行更改邮件里面的内容，最后循环发送。

• Mail类进行构造邮件对象

• MailUtil进行邮件的发送和模板记录

代码示例

• Mail

import java.util.Date;

/**
 * 邮件对象
 */
public class Mail implements Cloneable{

    // 邮件主题
    private String topic;

    // 收件人
    private String addressee;

    // 抄送人列表
    private String ccList;

    // 邮箱地址
    private String emailAddress;

    //邮件内容
    private String content;

    // 发送日期
    private Date sendDate;

    public Mail() {
        // 此处假设构造方法及其复杂 ...
    }

    // ... 忽略getter setter

    // 克隆方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

• MailUtil

/**
 * 邮件工具类，工具类一般要声明成final的
 */
public final class MailUtil {
    
    // 私有构造防止有外加new 对象的。
    private MailUtil(){}

    public static void sendMail(Mail mail){
        System.out.println("发送邮件成功！" + mail.getTopic());
    }

    public static void recordMailTemplate(Mail mail){
        System.out.println("mail模板信息:" + mail.getContent());
    }
}

• TestMain测试

/**
 * 测试
 */
public class TestMain {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Mail mail = new Mail();
        mail.setContent("邮件模板内容");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Mail mailClone = (Mail) mail.clone();
            mailClone.setTopic("邮件测试" + i);
            mailClone.setAddressee(i + "");
            mailClone.setCcList(i + "");
            mailClone.setContent("邮件测试" + i);
            MailUtil.sendMail(mailClone);
        }
        // 这个保存模板的逻辑正常应该放在初始化模板之后
        // 在这里，为了刚方便演示原型模式，故意放在最后来保存邮件模板内容
        // 这个记录这一步骤里面，还会记录“邮件模板内容”几个字，而不是最后的“邮件测试9”
        MailUtil.recordMailTemplate(mail);

    }
}

深克隆，浅克隆——知识拓展

• 深克隆：引用和对象的某些属性都进行了克隆。
• 浅克隆：只克隆了引用，但是克隆的引用影响不了原来的引用持有的对象(读不懂这句话就运行一下下面的程序)

代码测试用例

• Mail 重点关注clone()方法

package creational.prototype;

import java.util.Date;

/**
 * 邮件对象
 * @author zhongyuan.zhao
 * @date 2020-05-24 22:54
 */
public class Mail implements Cloneable{

    // 邮件主题
    private String topic;

    // 收件人
    private String addressee;

    // 抄送人列表
    private String ccList;

    // 邮箱地址
    private String emailAddress;

    //邮件内容
    private String content;

    // 发送日期
    private Date sendDate;

    public Mail() {
        // 此处假设构造方法及其复杂 ...
    }

    // 克隆方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 深克隆的写法，需要将指定的引用属性也进行克隆
        Mail mail = (Mail) super.clone();
        mail.sendDate = (Date) mail.sendDate.clone();
        return mail;
    }


    public Date getSendDate() {
        return sendDate;
    }

    public void setSendDate(Date sendDate) {
        this.sendDate = sendDate;
    }

    public String getTopic() {
        return topic;
    }

    public void setTopic(String topic) {
        this.topic = topic;
    }

    public String getAddressee() {
        return addressee;
    }

    public void setAddressee(String addressee) {
        this.addressee = addressee;
    }

    public String getCcList() {
        return ccList;
    }

    public void setCcList(String ccList) {
        this.ccList = ccList;
    }

    public String getEmailAddress() {
        return emailAddress;
    }

    public void setEmailAddress(String emailAddress) {
        this.emailAddress = emailAddress;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }
}

• CloneTestMain

package creational.prototype;

import java.util.Date;

/**
 * 克隆的测试
 * @author zhongyuan.zhao
 * @date 2020-05-24 23:21
 */
public class CloneTestMain {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Mail mail = new Mail();
        mail.setSendDate(new Date());
        Mail mailClone = (Mail) mail.clone();

        System.out.println("=======初始状态======");
        System.out.println(mail.getSendDate());
        System.out.println(mailClone.getSendDate());

        System.out.println("=======改变克隆对象的时候，原对象属性不改变======");
        // 改变克隆对象的时候，原对象属性不改变
        mailClone.setSendDate(new Date(0L));
        System.out.println(mail.getSendDate());
        System.out.println(mailClone.getSendDate());

//        System.out.println("=======浅克隆的时候：改变原本对象，克隆对象会有改变，=======");
//        // 还原初始值
//        mailClone.setSendDate(mail.getSendDate());
//        // 改变原对象的时候，克隆对象会有改变
//        mail.setSendDate(new Date(0L));
//        System.out.println(mail.getSendDate());
//        System.out.println(mailClone.getSendDate());

        System.out.println("=======深克隆的时候：改变原本对象，克隆对象不会有改变，=======");

        mail.setSendDate(new Date(1000000000000000000L));
        System.out.println(mail.getSendDate());
        System.out.println(mailClone.getSendDate());

    }
}

源码阅读

实现了Cloneable接口的都重写了clone方法。有兴趣可以阅读一下。