• 在深克隆中，無(wú)論原型對(duì)象的成員變量是值類(lèi)型還是引用類(lèi)型，都將復(fù)制一份給克隆對(duì)象，深克隆將原型對(duì)象的所有引用對(duì)象也復(fù)制一份給克隆對(duì)象。
• 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在深克隆中，除了對(duì)象本身被復(fù)制外，對(duì)象所包含的所有成員變量也將復(fù)制。
• 在Java語(yǔ)言中，如果需要實(shí)現(xiàn)深克隆，可以通過(guò)序列化(Serialization)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要注意的是能夠?qū)崿F(xiàn)序列化的對(duì)象其類(lèi)必須實(shí)現(xiàn)Serializable接口，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)序列化操作。

實(shí)現(xiàn)深克隆的方式一 ： 手動(dòng)對(duì)引用對(duì)象進(jìn)行克隆

Pig類(lèi)首先需要實(shí)現(xiàn)克隆即可，并重寫(xiě)clone方法:

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Pig implements Cloneable
{
    String name;
    Integer age;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

sheep類(lèi):

//實(shí)現(xiàn)Cloneable接口
@Data
public class Sheep implements Cloneable
{
    private String name;
    private Integer age;
    private  Pig pig;
    //重寫(xiě)Object的clone方法
    @Override
    protected Sheep clone() throws CloneNotSupportedException
    {
        Sheep sheep=null;
        sheep=(Sheep)super.clone();
        sheep.pig=(Pig)sheep.pig.clone();
        return sheep;
    }
}

實(shí)現(xiàn)深克隆的方式一 ：序列化

對(duì)象可以序列化的前提是實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，這里Sheep和Pig都需要實(shí)現(xiàn)該接口

pig類(lèi):

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Pig implements Serializable
{
    String name;
    Integer age;
}

sheep類(lèi):

//實(shí)現(xiàn)Cloneable接口
@Data
public class Sheep implements Serializable
{
    private String name;
    private Integer age;
    private  Pig pig;
 //序列化方式完成深拷貝
    public Sheep deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        //先將要序列化的對(duì)象寫(xiě)入流中
        ByteArrayOutputStream baot=new ByteArrayOutputStream();
        //ObjectOutputStream構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)是，將對(duì)象流寫(xiě)入到哪里
        ObjectOutputStream oot=new ObjectOutputStream(baot);
          oot.writeObject(this);
          //將序列化的對(duì)象從流中讀取出來(lái)
        ByteArrayInputStream bait=new ByteArrayInputStream(baot.toByteArray());
        ObjectInputStream oit=new ObjectInputStream(bait);
        return (Sheep) oit.readObject();
    }
}

原型模式對(duì)單例模式的破壞

餓漢式單例模式如下：

public class HungrySingleton implements Serializable, Cloneable {
    private final static HungrySingleton hungrySingleton;
    static {
        hungrySingleton = new HungrySingleton();
    }
    private HungrySingleton() 
    {}
    public static HungrySingleton getInstance() {
        return hungrySingleton;
    }
    private Object readResolve() {
        return hungrySingleton;
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

使用反射獲取對(duì)象，測(cè)試如下

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance();
        Method method = hungrySingleton.getClass().getDeclaredMethod("clone");
        method.setAccessible(true);
        HungrySingleton cloneHungrySingleton = (HungrySingleton) method.invoke(hungrySingleton);
        System.out.println(hungrySingleton);
        System.out.println(cloneHungrySingleton);
    }
}

輸出

com.designpattern.HungrySingleton@34c45dca
com.designpattern.HungrySingleton@52cc8049

可以看到，通過(guò)原型模式，我們把單例模式給破壞了，現(xiàn)在有兩個(gè)對(duì)象了

為了防止單例模式被破壞，我們可以：不實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口；或者把 clone 方法改為如下

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

優(yōu)缺點(diǎn)

原型模式的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

• 當(dāng)創(chuàng)建新的對(duì)象實(shí)例較為復(fù)雜時(shí)，使用原型模式可以簡(jiǎn)化對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程，通過(guò)復(fù)制一個(gè)已有實(shí)例可以提高新實(shí)例的創(chuàng)建效率。
• 擴(kuò)展性較好，由于在原型模式中提供了抽象原型類(lèi)，在客戶端可以針對(duì)抽象原型類(lèi)進(jìn)行編程，而將具體原型類(lèi)寫(xiě)在配置文件中，增加或減少產(chǎn)品類(lèi)對(duì)原有系統(tǒng)都沒(méi)有任何影響。
• 原型模式提供了簡(jiǎn)化的創(chuàng)建結(jié)構(gòu)，工廠方法模式常常需要有一個(gè)與產(chǎn)品類(lèi)等級(jí)結(jié)構(gòu)相同的工廠等級(jí)結(jié)構(gòu)，而原型模式就不需要這樣，原型模式中產(chǎn)品的復(fù)制是通過(guò)封裝在原型類(lèi)中的克隆方法實(shí)現(xiàn)的，無(wú)須專(zhuān)門(mén)的工廠類(lèi)來(lái)創(chuàng)建產(chǎn)品。
• 可以使用深克隆的方式保存對(duì)象的狀態(tài)，使用原型模式將對(duì)象復(fù)制一份并將其狀態(tài)保存起來(lái)，以便在需要的時(shí)候使用（如恢復(fù)到某一歷史狀態(tài)），可輔助實(shí)現(xiàn)撤銷(xiāo)操作。

原型模式的主要缺點(diǎn)如下：

• 需要為每一個(gè)類(lèi)配備一個(gè)克隆方法，而且該克隆方法位于一個(gè)類(lèi)的內(nèi)部，當(dāng)對(duì)已有的類(lèi)進(jìn)行改造時(shí)，需要修改源代碼，違背了“開(kāi)閉原則”。
• 在實(shí)現(xiàn)深克隆時(shí)需要編寫(xiě)較為復(fù)雜的代碼，而且當(dāng)對(duì)象之間存在多重的嵌套引用時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)深克隆，每一層對(duì)象對(duì)應(yīng)的類(lèi)都必須支持深克隆，實(shí)現(xiàn)起來(lái)可能會(huì)比較麻煩。

適用場(chǎng)景

• 創(chuàng)建新對(duì)象成本較大（如初始化需要占用較長(zhǎng)的時(shí)間，占用太多的CPU資源或網(wǎng)絡(luò)資源），新的對(duì)象可以通過(guò)原型模式對(duì)已有對(duì)象進(jìn)行復(fù)制來(lái)獲得，如果是相似對(duì)象，則可以對(duì)其成員變量稍作修改。
• 如果系統(tǒng)要保存對(duì)象的狀態(tài)，而對(duì)象的狀態(tài)變化很小，或者對(duì)象本身占用內(nèi)存較少時(shí)，可以使用原型模式配合備忘錄模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
• 需要避免使用分層次的工廠類(lèi)來(lái)創(chuàng)建分層次的對(duì)象，并且類(lèi)的實(shí)例對(duì)象只有一個(gè)或很少的幾個(gè)組合狀態(tài)，通過(guò)復(fù)制原型對(duì)象得到新實(shí)例可能比使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新實(shí)例更加方便。

原型模式在Spring中的應(yīng)用場(chǎng)景

在Spring中，用戶也可以采用原型模式來(lái)創(chuàng)建新的Bean實(shí)例，從而實(shí)現(xiàn)每次獲取的是通過(guò)克隆生成的新實(shí)例，對(duì)其進(jìn)行修改時(shí)對(duì)原有實(shí)例對(duì)象不造成任何影響。

這里的原型模式，也就是常說(shuō)的Spring中的多實(shí)例模式，Spring中還有大家熟知的單實(shí)例模式，即Sigleton

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！