JAVA 对象创建与对象克隆
一、对象的4种创建方式
- new 创建
- 反射
- 克隆
- 反序列化
二、通过new创建对象
一般情况下,对象通过new 关键字创建,首先会在堆上给对象分配空间,然后执行构造函数进行一系列的初始化,在分配的内存空间上为一众属性赋值;完成初始化后再将堆区对象的引用传递给栈区,最终参与程序的运行。
三、反射
调用java.lang.class
或者java.lang.reflect.constructor
类的newinstance()
实例方法。
四、克隆对象
它分为深拷贝和浅拷贝,通过调用对象的 clone
方法,进行对象的克隆(拷贝)
我们可以看到 clone 方法的定义:
- 首先它是一个
native
方法 - 它被
protected
修饰,那么,它的访问权限就只有它的子类或者[同包:java.lang.*]; - 虽然说类都继承自object,当对象a引用对象b,a没法调用:b.clone() { b -> object.clone() } 的,因为,object上的clone()方法被protected修饰,
- 若a一定要访问b的clone()方法:b重写clone()为public修饰、或者通过public方法将 clone() 访问权限传递出去。
- 此外我们还需要实现:cloneable接口,我们可以看它的定义,实际上空无一物,可以把cloneable视为一个标记,若不实现它,当我们调用重写的clone方法进行克隆时会抛出异常:[java.lang.clonenotsupportedexception]
- clone不会调用类的构造方法,它只是复制堆区上的对象信息。
为了测试 clone 我定义了两个类:
用户信息:userbean
package com.bokerr.canaltask.po; import lombok.allargsconstructor; import lombok.data; import java.io.serializable; @data @allargsconstructor public class userbean implements cloneable, serializable { private static final long serialversionuid = 2022010901l; /** 基本类型、不可变类型 */ private int age; private int sex; private string name; private string home; /** 引用类型 */ private subinfo subinfo; public userbean(){} /*** * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限 * */ @override public userbean clone(){ userbean clone = null; try{ clone = (userbean) super.clone(); } catch (clonenotsupportedexception e){ e.printstacktrace(); } return clone; } }
附加信息类:subinfo
package com.bokerr.canaltask.po; import lombok.allargsconstructor; import lombok.data; import java.io.serializable; @data @allargsconstructor public class subinfo implements cloneable, serializable { private static final long serialversionuid = 2022010902l; /** * subinfo 类的属性都是基本类型、不可变对象(string) * */ private string work; private integer salary; private int idnum; public subinfo(){} /** * 此处通过public 方法对外提供对象clone方法访问权限 * */ public subinfo selfclone(){ try{ return (subinfo) clone(); } catch (clonenotsupportedexception e){ e.printstacktrace(); } return null; } /*@override public subinfo clone(){ try{ return (subinfo) super.clone(); } catch (clonenotsupportedexception e){ e.printstacktrace(); } return null; }*/ }
浅拷贝
我们需要知道,单纯调用一个对象的clone方法,它进行的是:"浅表复制",当对象的属性都是基本类型或者不可变(final)类型时是没有问题的;但是存在可变对象引用时,对它的拷贝并不是一个深层的拷贝,它只拷贝该对象的引用,这样就会造成原对象和克隆对象的修改,都会反映到该引用对象上。
关于浅拷贝看如下测试代码:
package com.bokerr.canaltask.workerrun; import com.bokerr.canaltask.po.subinfo; import com.bokerr.canaltask.po.userbean; public class executetest { public static void main(string[] args){ userbean userbean1 = new userbean(); userbean1.setage(25); userbean1.setsex(1); userbean1.setname("bokerr"); userbean1.sethome("贵州铜仁"); subinfo subinfo1 = new subinfo(); subinfo1.setidnum(3423); subinfo1.setsalary(integer.valueof(15000)); subinfo1.setwork("coder"); userbean1.setsubinfo(subinfo1); system.out.println("userbean-orign:" + userbean1); userbean userbean2 = userbean1.clone(); userbean2.sethome("贵州贵阳"); userbean2.setage(26); subinfo subinfo2 = userbean2.getsubinfo(); subinfo2.setsalary(integer.valueof(25000)); subinfo2.setwork("manager"); subinfo2.setidnum(100002); system.out.println("######################"); system.out.println("userbean-orign:" + userbean1); system.out.println("userbean-clone:" + userbean2); } }
userbean
的 clone
方法定义如下,我们可以看见它只调用了super.clone 而对 super.clone 的返回值没做任何修改:
@override public userbean clone(){ userbean clone = null; try{ clone = (userbean) super.clone(); } catch (clonenotsupportedexception e){ e.printstacktrace(); } return clone; }
输出如下,结合测试code,我们可以发现,克隆得到的对象对 subinfo 的修改同样体现到了原对象引用的 subinfo 对象上,因为调用 super.clone 只是一个 "浅表复制"
userbean-orign:userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=coder, salary=15000, idnum=3423)) ###################### userbean-orign:userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=manager, salary=25000, idnum=100002)) userbean-clone:userbean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subinfo=subinfo(work=manager, salary=25000, idnum=100002))
深拷贝
深拷贝生成的对象,必须拥有完全独立的对象内存空间,拷贝对象和原对象上的修改,都不会影响对方;
前边提到通过super.clone
调用 object
上的clone
方法实际上进行的只是一个浅拷贝
为了实现深拷贝我们则必须修改 userbean 的clone 方法:
/*** * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限 * */ @override public userbean clone(){ userbean clone = null; try{ clone = (userbean) super.clone(); /** subinfo.selfclone() 提供subinfo对象clone()方法权限 */ /** 克隆可变引用对象 subinfo,并赋值给 super.clone() 返回的:userbean 完成深拷贝 */ subinfo clonesub = this.subinfo.selfclone(); clone.setsubinfo(clonesub); } catch (clonenotsupportedexception e){ e.printstacktrace(); } return clone; }
实际上除此之外,测试代码一成不变,然后我们来看现在的输出,可以发现对克隆对象的引用对象:subinfo 的修改,并未使原对象的subinfo变化
userbean-orign:userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=coder, salary=15000, idnum=3423)) ###################### userbean-orign:userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=coder, salary=15000, idnum=3423)) userbean-clone:userbean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subinfo=subinfo(work=manager, salary=25000, idnum=100002))
此时问题来了:你可能会说假如我的对象进行了多层引用呢,且引用了多个对象该怎么办呢?那我只能一个一个去重写 clone 方法么?
是的你如果使用 clone 方法可能,你确实需要那样去处理。
假如,存在如下以对象a为根节点的引用关系:
a -> b c -> e -> f g -> g d -> h i -> j -> k
我相信处理深拷贝的人会疯掉的。。。。
那么有更省事的方法么? 当然有,那就是下一节提到的反序列化。
五、反序列化
- java中的序列化是将对象转化成一个二进制字节序列,它可以持久化到磁盘文件,也可通过网络进行传输;
- 而反序列化是指将该二进制字节序列,重新还原成一个对象并加载到内存中的过程。
- 对象的反序列化过程中,没有调用任何构造函数,整个对象都是通过将,文件流中取得的数据恢复,从而得来。
- 序列化只保存对象的属性状态,而不会保存对象的方法。
- 只有实现了
serializable
接口的类才能被序列化,官方建议自定义一个serialversionuid
,若用户没有自定义serialversionuid那么会生成默认值;序列化和反序列化就是通过对比其serialversionuid
来进行的,一旦serialversionuid不匹配,反序列化就无法成功 - 如果一个类的属性包含对象引用,那么被引用的对象也将被序列化,[被引用的对象也必须实现serializable接口,否则会抛出异常:
java.io.notserializableexception]
- 被
static
和transient
修饰的变量不会被序列化,可以理解为:static是类属性存在于方法区而不在堆区;transient常用于修饰涉及安全的信息,它只能和serializable接口一起使用,比如:用户密码,不应该让它序列化之后在网络上传输。
参考代码:
package com.bokerr.canaltask.workerrun; import com.bokerr.canaltask.po.nocloneinfo; import com.bokerr.canaltask.po.subinfo; import com.bokerr.canaltask.po.userbean; import org.apache.commons.lang3.serializationutils; import java.util.arrays; public class executetest { public static void main(string[] args){ userbean userbean1 = new userbean(); userbean1.setage(25); userbean1.setsex(1); userbean1.setname("bokerr"); userbean1.sethome("贵州铜仁"); subinfo subinfo1 = new subinfo(); subinfo1.setidnum(3423); subinfo1.setsalary(integer.valueof(15000)); subinfo1.setwork("coder"); userbean1.setsubinfo(subinfo1); system.out.println("序列化前" + userbean1); /** 对象序列化为二进制字节序列 */ byte[] serializebytes = serializationutils.serialize(userbean1); /** 反序列化还原为java对象 */ userbean userbeanser = serializationutils.deserialize(serializebytes); userbeanser.getsubinfo().setsalary(800000); userbeanser.getsubinfo().setwork("cto"); system.out.println("反序列化" + userbeanser); system.out.println(userbean1 == userbeanser); } }
输出:
序列化前userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=coder, salary=15000, idnum=3423))
反序列化userbean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subinfo=subinfo(work=cto, salary=800000, idnum=3423))
false
我们可以发现最终输出了:subinfo.work=cto subinfo.salary=800000
,对反序列化得到的对象引用的subinfo对象的修改,并未影响到原对象,所以可以通过反序列化进行对象的深拷贝。
六、补充
ps*有一说一:lombok 是真的好用,虽然 set、get 方法可以自动生成,但是用 lombok后明显代码更简洁了 ;
commons-lang3
它是apache的一个工具包,我用的序列化工具来自它。
可能有小伙伴不了解,我还是贴一下maven依赖吧,虽然我知道大家都人均大佬了。
<dependency> <groupid>org.projectlombok</groupid> <artifactid>lombok</artifactid> <optional>true</optional> <scope>compile</scope> </dependency> <dependency> <groupid>org.apache.commons</groupid> <artifactid>commons-lang3</artifactid> <version>3.12.0</version> </dependency>
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