java对象拷贝详解及实例

java对象拷贝详解及实例

java赋值是复制对象引用，如果我们想要得到一个对象的副本，使用赋值操作是无法达到目的的：

@test
public void testassign(){
 person p1=new person();
 p1.setage(31);
 p1.setname("peter");

 person p2=p1;
 system.out.println(p1==p2);//true
}

如果创建一个对象的新的副本，也就是说他们的初始状态完全一样，但以后可以改变各自的状态，而互不影响，就需要用到java中对象的复制，如原生的clone()方法。

如何进行对象克隆

object对象有个clone()方法，实现了对象中各个属性的复制，但它的可见范围是protected的，所以实体类使用克隆的前提是：

① 实现cloneable接口，这是一个标记接口，自身没有方法。

② 覆盖clone()方法，可见性提升为public。

@data
public class person implements cloneable {
  private string name;
  private integer age;
  private address address;
  @override
  protected object clone() throws clonenotsupportedexception {
    return super.clone();
  }
}

@test
public void testshallowcopy() throws exception{
 person p1=new person();
 p1.setage(31);
 p1.setname("peter");

 person p2=(person) p1.clone();
 system.out.println(p1==p2);//false
 p2.setname("jacky");
 system.out.println("p1="+p1);//p1=person [name=peter, age=31]
 system.out.println("p2="+p2);//p2=person [name=jacky, age=31]
}

该测试用例只有两个基本类型的成员，测试达到目的了。

事情貌似没有这么简单，为person增加一个address类的成员：

@data
public class address {
  private string type;
  private string value;
}

再来测试，问题来了。

@test
public void testshallowcopy() throws exception{
 address address=new address();
 address.settype("home");
 address.setvalue("北京");

 person p1=new person();
 p1.setage(31);
 p1.setname("peter");
 p1.setaddress(address);

 person p2=(person) p1.clone();
 system.out.println(p1==p2);//false

 p2.getaddress().settype("office");
 system.out.println("p1="+p1);
 system.out.println("p2="+p2);
}

查看输出：

false
p1=person(name=peter, age=31, address=address(type=office, value=北京))
p2=person(name=peter, age=31, address=address(type=office, value=北京))

遇到了点麻烦，只修改了p2的地址类型，两个地址类型都变成了office。

浅拷贝和深拷贝

前面实例中是浅拷贝和深拷贝的典型用例。

浅拷贝：被复制对象的所有值属性都含有与原来对象的相同，而所有的对象引用属性仍然指向原来的对象。

深拷贝：在浅拷贝的基础上，所有引用其他对象的变量也进行了clone，并指向被复制过的新对象。

也就是说，一个默认的clone()方法实现机制，仍然是赋值。

如果一个被复制的属性都是基本类型，那么只需要实现当前类的cloneable机制就可以了，此为浅拷贝。

如果被复制对象的属性包含其他实体类对象引用，那么这些实体类对象都需要实现cloneable接口并覆盖clone()方法。

@data
public class address implements cloneable {
  private string type;
  private string value;

  @override
  protected object clone() throws clonenotsupportedexception {
    return super.clone();
  }
}

这样还不够，person的clone()需要显式地clone其引用成员。

@data
public class person implements cloneable {
  private string name;
  private integer age;
  private address address;
  @override
  protected object clone() throws clonenotsupportedexception {
    object obj=super.clone();
    address a=((person)obj).getaddress();
    ((person)obj).setaddress((address) a.clone());
    return obj;
  }
}

重新跑前面的测试用例：

false
p1=person(name=peter, age=31, address=address(type=home, value=北京))
p2=person(name=peter, age=31, address=address(type=office, value=北京))

clone方式深拷贝小结

① 如果有一个非原生成员，如自定义对象的成员，那么就需要：

1. 该成员实现cloneable接口并覆盖clone()方法，不要忘记提升为public可见。
   
2. 同时，修改被复制类的clone()方法，增加成员的克隆逻辑。

② 如果被复制对象不是直接继承object，中间还有其它继承层次，每一层super类都需要实现cloneable接口并覆盖clone()方法。

与对象成员不同，继承关系中的clone不需要被复制类的clone()做多余的工作。

一句话来说，如果实现完整的深拷贝，需要被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现克隆机制。

前面的实例还可以接受，如果有n个对象成员，有m层继承关系，就会很麻烦。

利用序列化实现深拷贝

clone机制不是强类型的限制，比如实现了cloneable并没有强制继承链上的对象也实现；也没有强制要求覆盖clone()方法。因此编码过程中比较容易忽略其中一个环节，对于复杂的项目排查就是困难了。

要寻找可靠的，简单的方法，序列化就是一种途径。

1.被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现java.io.serializable接口。这个比较简单，不需要实现任何方法，serialversionid的要求不强制，对深拷贝来说没毛病。

2.实现自己的deepclone方法，将this写入流，再读出来。俗称：冷冻-解冻。

@data
public class person implements serializable {
  private string name;
  private integer age;
  private address address;
  public person deepclone() {
    person p2=null;
    person p1=this;
    pipedoutputstream out=new pipedoutputstream();
    pipedinputstream in=new pipedinputstream();
    try {
      in.connect(out);
    } catch (ioexception e) {
      e.printstacktrace();
    }

    try(objectoutputstream bo=new objectoutputstream(out);
        objectinputstream bi=new objectinputstream(in);) {
      bo.writeobject(p1);
      p2=(person) bi.readobject();

    } catch (exception e) {
      e.printstacktrace();
    }
    return p2;
  }
}

原型工厂类

为了便于测试，也节省篇幅，封装一个工厂类。

公平起见，避免某些工具库使用缓存机制，使用原型方式工厂。

public class personfactory{
  public static person newprototypeinstance(){
    address address = new address();
    address.settype("home");
    address.setvalue("北京");

    person p1 = new person();
    p1.setaddress(address);
    p1.setage(31);
    p1.setname("peter");
    return p1;
  }
}

利用dozer拷贝对象

dozer是一个bean处理类库。

maven依赖

<dependency>
 <groupid>net.sf.dozer</groupid>
 <artifactid>dozer</artifactid>
 <version>5.5.1</version>
</dependency>

测试用例：

@data
public class person {
  private string name;
  private integer age;
  private address address;

  @test
  public void testdozer() {
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
    mapper mapper = new dozerbeanmapper();
    person p2 = mapper.map(p1, person.class);
    p2.getaddress().settype("office");
    system.out.println("p1=" + p1);
    system.out.println("p2=" + p2);
  }
}

@data
public class address {
  private string type;
  private string value;
}

输出：

p1=person(name=peter, age=31, address=address(type=home, value=北京))
p2=person(name=peter, age=31, address=address(type=office, value=北京))

注意：在万次测试中dozer有一个很严重的问题，如果dozerbeanmapper对象在for循环中创建，效率（dozer:7358）降低近10倍。由于dozerbeanmapper是线程安全的，所以不应该每次都创建新的实例。可以自带的单例工厂dozerbeanmappersingletonwrapper来创建mapper，或集成到spring中。

还有更暴力的，创建一个people类：

@data
public class people {
  private string name;
  private string age;//这里已经不是integer了
  private address address;

  @test
  public void testdozer() {
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
    mapper mapper = new dozerbeanmapper();
    people p2 = mapper.map(p1, people.class);
    p2.getaddress().settype("office");
    system.out.println("p1=" + p1);
    system.out.println("p2=" + p2);
  }
}

只要属性名相同，干~

继续蹂躏：

@data
public class people {
  private string name;
  private string age;
  private map<string,string> address;//��

  @test
  public void testdozer() {
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
    mapper mapper = new dozerbeanmapper();
    people p2 = mapper.map(p1, people.class);
    p2.getaddress().put("type", "office");
    system.out.println("p1=" + p1);
    system.out.println("p2=" + p2);
  }
}

利用commons-beanutils复制对象

maven依赖

<dependency>
 <groupid>commons-beanutils</groupid>
 <artifactid>commons-beanutils</artifactid>
 <version>1.9.3</version>
</dependency>

测试用例：

@data
public class person {
  private string name;
  private string age;
  private address address;

  @test
  public void testcommonsbeanutils(){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
    try {
      person p2=(person) beanutils.clonebean(p1);
      system.out.println("p1=" + p1);
      p2.getaddress().settype("office");
      system.out.println("p2=" + p2);
    } catch (exception e) {
      e.printstacktrace();
    }
  }
}

利用cglib复制对象

maven依赖：

<dependency>
 <groupid>cglib</groupid>
 <artifactid>cglib</artifactid>
 <version>3.2.4</version>
</dependency>

测试用例：

@test
public void testcglib(){
 person p1=personfactory.newprototypeinstance();
 beancopier beancopier=beancopier.create(person.class, person.class, false);
 person p2=new person();
 beancopier.copy(p1, p2,null);
 p2.getaddress().settype("office");
 system.out.println("p1=" + p1);
 system.out.println("p2=" + p2);
}

结果大跌眼镜，cglib这么牛x，居然是浅拷贝。不过cglib提供了扩展能力：

@test
public void testcglib(){
 person p1=personfactory.newprototypeinstance();
 beancopier beancopier=beancopier.create(person.class, person.class, true);
 person p2=new person();
 beancopier.copy(p1, p2, new converter(){
  @override
  public object convert(object value, class target, object context) {
   if(target.issynthetic()){
    beancopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
   }
   return value;
  }
 });
 p2.getaddress().settype("office");
 system.out.println("p1=" + p1);
 system.out.println("p2=" + p2);
}

orika复制对象

orika的作用不仅仅在于处理bean拷贝，更擅长各种类型之间的转换。

maven依赖：

<dependency>
 <groupid>ma.glasnost.orika</groupid>
 <artifactid>orika-core</artifactid>
 <version>1.5.0</version>
</dependency>
</dependencies>

测试用例：

@test
public void testorika() {
 mapperfactory mapperfactory = new defaultmapperfactory.builder().build();

 mapperfactory.classmap(person.class, person.class)
 .bydefault()
 .register();
 converterfactory converterfactory = mapperfactory.getconverterfactory();
 mapperfacade mapper = mapperfactory.getmapperfacade();

 person p1=personfactory.newprototypeinstance();
 person p2 = mapper.map(p1, person.class);
 system.out.println("p1=" + p1);
 p2.getaddress().settype("office");
 system.out.println("p2=" + p2);
}

spring beanutils复制对象

给spring个面子，貌似它不支持深拷贝。

person p1=personfactory.newprototypeinstance();
person p2 = new person();
person p2 = (person) beanutils.clonebean(p1);
//beanutils.copyproperties(p2, p1);//这个更没戏

深拷贝性能对比

@test
public void testbatchdozer(){
 long start=system.currenttimemillis();
 mapper mapper = new dozerbeanmapper();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  person p2 = mapper.map(p1, person.class);
 }
 system.out.println("dozer:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //dozer:721
}
@test
public void testbatchbeanutils(){
 long start=system.currenttimemillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  try {
   person p2=(person) beanutils.clonebean(p1);
  } catch (exception e) {
   e.printstacktrace();
  }
 }
 system.out.println("commons-beanutils:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //commons-beanutils：229
}
@test
public void testbatchcglib(){
 long start=system.currenttimemillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  beancopier beancopier=beancopier.create(person.class, person.class, true);
  person p2=new person();
  beancopier.copy(p1, p2, new converter(){
   @override
   public object convert(object value, class target, object context) {
    if(target.issynthetic()){
     beancopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
    }
    return value;
   }
  });
 }
 system.out.println("cglib:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //cglib:133
}
@test
public void testbatchserial(){
 long start=system.currenttimemillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  person p2=p1.deepclone();
 }
 system.out.println("serializable:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //serializable:687
}
@test
public void testbatchorika() {
 mapperfactory mapperfactory = new defaultmapperfactory.builder().build();

 mapperfactory.classmap(person.class, person.class)
 .field("name", "name")
 .bydefault()
 .register();
 converterfactory converterfactory = mapperfactory.getconverterfactory();
 mapperfacade mapper = mapperfactory.getmapperfacade();

 long start=system.currenttimemillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  person p2 = mapper.map(p1, person.class);
 }
 system.out.println("orika:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //orika:83
}

@test
public void testbatchclone(){
 long start=system.currenttimemillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  person p1=personfactory.newprototypeinstance();
  try {
   person p2=(person) p1.clone();
  } catch (clonenotsupportedexception e) {
   e.printstacktrace();
  }
 }
 system.out.println("clone:"+(system.currenttimemillis()-start));
 //clone:8
}

（10k）性能比较：

//dozer:721
//commons-beanutils：229
//cglib:133
//serializable:687
//orika:83
//clone:8

深拷贝总结

原生的clone效率无疑是最高的，用脚趾头都能想到。

偶尔用一次，用哪个都问题都不大。

一般性能要求稍高的应用场景，cglib和orika完全可以接受。

另外一个考虑的因素，如果项目已经引入了某个依赖，就用那个依赖来做吧，没必要再引入一个第三方依赖。

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