Java中原型模式的示例分析
这篇文章将为大家详细讲解有关Java中原型模式的示例分析，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。
故事
还记得大四那年找工作，无意中我得从网上找到一份相对漂亮的程序员简历模板，然后全班同学开启疯狂的简历拷贝(U盘)。同时也闹出了一个笑话，有几位同学，拷贝过去的简历，内容完全没改，名字都没有改，截止投给面试官(校招面试官)。后来，结果大家也应该能猜出来，大家都去实习了，部分人还在找工作。后面公司面试官和同伴的其他同学反馈：收到一毛一样的简历，好几份，回来大家一聊就知道问题出哪里了，承认了自己拷贝过去完全没改就拿出去投了，害，尴尬的一匹。
把简历拷贝分为为两种：
一种是拷贝简历，然后把信息修改成自己的
另外一种是，拷贝简历，内容什么都不改。
原型模式定义
Specify the kinds of objects to create using a prototype instance ,and create new objects by coping this prototype
大致意思：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象。
原型模式：Prototype Pattern，属于创建型模式。
调用者不需要知道任何创建细节，也不用调用构造方法来创建对象。
使用场景
原型模式有如下使用场景：
类初始化消耗资源较多
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
循环体内生成大量对象时
在Spring中，原型模式应用的非常广泛，例如:scope='prototype'
我们可以将一些getter和setter之类封装成一个工厂方法，然后对于使用的人来说，调用方法就可以了，不需要知道里面的getter和setter是怎么处理的。我们也可以使用JDK提供的实现Cloneable接口，实现快速复制。
创建对象的四种方式：
new、反射、克隆、序列化
实际案例
大家是否有遇到过这种常见，就是项目中规定，不能把与数据库表映射的entity类返回给前端，所以通常返回给前端的有各种O，比如：XxxVO、XxxBO、XxxDTO...
这时候就会出现下面的场景，大家也想已经猜到了。
下面是与数据库表映射的UserEntity实体类。
publicclassUserEntity{privateLongid;privateStringname;privateIntegerage;//....可能还有很多属性//省略gettersetter}返回给前端或者调用方的UserVO实体类。
publicclassUserVO{privateLongid;privateStringname;privateIntegerage;//....可能还有很多属性//省略gettersetter}此时，从数据库里查出来的UserEntity需要转换成UserVO，然后再返回给前端(或者调用方)。
publicclassObjectConvertUtil{publicstaticUserVoconvertUserEntityToUserVO(UserEntityuserEntity){if(userEntity==null){returnnull;}UserVouserVo=newUserVo();userVo.setId(userEntity.getId());userVo.setName(userEntity.getName());userVo.setAge(userEntity.getAge());//如果还有更多属性呢？returnuserVo;}}从这个util类中，我们可以看出，如果一个类的属性有几十个，上百个的，这代码量是不是有点恐怖?
于是，我们通常都会使用一些工具类来处理，比如常见有以下：
BeanUtils.copy();JSON.parseObject()Guava工具类.....
这些工具类就用到了原型模式。
通过一个对象，创建一个新的对象。
也把原型模式称之为对象的拷贝、克隆。
其实对象的克隆分浅克隆和深克隆，下面我们就来聊聊浅克隆和深克隆。
浅克隆：创建一个新对象，新对象的属性和原来对象完全相同，对于非基本类型属性，仍指向原来对象的属性所指向的对象的内存地址。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
我们先来聊聊浅克隆，都喜欢由浅入深。
浅克隆
比如，我现在相对用户信息User进行克隆，但是User中有用户地址信息UserAddress属性。
以下是代码的实现：
//用户地址信息publicclassUserAddressimplementsSerializable{privateStringprovince;privateStringcityCode;publicUserAddress(Stringprovince,StringcityCode){this.province=province;this.cityCode=cityCode;}}//用户信息publicclassUserimplementsCloneable{privateintage;privateStringname;//用户地址信息privateUserAddressuserAddress;//gettersetter省略@OverrideprotectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{returnsuper.clone();}}//测试publicclassUserTest{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{Useruser=newUser();user.setAge(20);user.setName("田维常");UserAddressuserAddress=newUserAddress("贵州","梵净山");user.setUserAddress(userAddress);Userclone=(User)user.clone();System.out.println("克隆前后UserAddress比较："+(user.getUserAddress()==clone.getUserAddress()));}}输出结果
克隆前后UserAddress比较：true
两个对象属性 UserAddress 指向的是同一个地址。
这就是所谓的浅克隆，只是克隆了对象，对于该对象的非基本类型属性，仍指向原来对象的属性所指向的对象的内存地址。
关系如下：
深克隆
关于深克隆，我们来用一个很经典的案例，西游记里的孙悟空。一个孙悟空能变成n多个孙悟空，手里都会拿着一个金箍棒。
按照前面的浅克隆，结果就是：孙悟空倒是变成很多孙悟空，但是金箍棒用的是同一根。
深克隆的结果是：孙悟空变成了很多个，金箍棒也变成很多个根。
下面我们用代码来实现：
//猴子，有身高体重和生日publicclassMonkey{publicintheight;publicintweight;publicDatebirthday;}孙悟空也是猴子，兵器 孙悟空有个金箍棒：
importjava.io.Serializable;//孙悟空的金箍棒publicclassJinGuBangimplementsSerializable{publicfloath=100;publicfloatd=10;//金箍棒变大publicvoidbig(){this.h*=10;this.d*=10;}//金箍棒变小publicvoidsmall(){this.h/=10;this.d/=10;}}齐天大圣孙悟空：
importjava.io.*;importjava.util.Date;//孙悟空有七十二变,拔猴毛生成一个金箍棒//使用JDK的克隆机制，//实现Cloneable并重写clone方法publicclassQiTianDaShengextendsMonkeyimplementsCloneable,Serializable{publicJinGuBangjinGuBang;publicQiTianDaSheng(){this.birthday=newDate();this.jinGuBang=newJinGuBang();}@OverrideprotectedObjectclone()throwsCloneNotSupportedException{returnthis.deepClone();}//深克隆publicQiTianDaShengdeepClone(){try{//内存中操作完成、对象读写，是通过字节码直接操作//与序列化操作类似ByteArrayOutputStreambos=newByteArrayOutputStream();ObjectOutputStreamoos=newObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);ByteArrayInputStreambais=newByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStreambis=newObjectInputStream(bais);//完成一个新的对象,底层是使用new创建的一个对象//详情可以了解readObject方法QiTianDaShengqiTianDaSheng=(QiTianDaSheng)bis.readObject();//每个猴子的生日不一样，所以每次拷贝的时候，把生日改一下qiTianDaSheng.birthday=newDate();returnqiTianDaSheng;}catch(Exceptionex){ex.printStackTrace();returnnull;}}//浅克隆，就是简单的赋值publicQiTianDaShengshalllowClone(QiTianDaShengtarget){QiTianDaShengqiTianDaSheng=newQiTianDaSheng();qiTianDaSheng.height=target.height;qiTianDaSheng.weight=target.weight;qiTianDaSheng.jinGuBang=target.jinGuBang;qiTianDaSheng.birthday=newDate();returnqiTianDaSheng;}}接着我们就来测试一下：
publicclassDeepCloneTest{publicstaticvoidmain(String[]args){QiTianDaShengqiTianDaSheng=newQiTianDaSheng();try{QiTianDaShengnewObject=(QiTianDaSheng)qiTianDaSheng.clone();System.out.print("深克隆后");System.out.println("金箍棒是否一直："+(qiTianDaSheng.jinGuBang==newObject.jinGuBang));}catch(Exceptionex){ex.printStackTrace();}QiTianDaShengnewObject=qiTianDaSheng.shalllowClone(qiTianDaSheng);System.out.print("浅克隆后");System.out.println("金箍棒是否一直："+(qiTianDaSheng.jinGuBang==newObject.jinGuBang));}}输出结果为：
深克隆后金箍棒是否一直：false浅克隆后金箍棒是否一直：true
结论
深克隆后每个孙悟空都有自己的金箍棒，而浅克隆后每个孙悟空用的金箍棒实质上还是同一根。
总结
切记：深和浅，指的是克隆对象里的属性(引用类型)是否指向同一个内存地址。
为了更深刻的理解深克隆和浅克隆，我们回答文中的简历拷贝的故事。
深拷贝：拷贝一份简历，然后对简历中的信息进行修改成自己的
浅拷贝：拷贝一份简历，简历内容完全不变
优点：
Java 原型模式基于内存二进制流复制，比直接 new 的性能会更好一些。
可以利用深克隆保存对象状态，存一份旧的(克隆出来)，在对其修改，可以充当一个撤销功能。
缺点：
需要配置 clone 方法，改造时需要对已有类进行修改，违背 “开闭原则”。
如果对象间存在多重嵌套引用时，每一层都需要实现克隆。
我们从原型模式的定义，使用场景，真实案例、浅克隆、深克隆、优缺点等方面，对原型模式进行了一个全面的讲解。
关于“Java中原型模式的示例分析”这篇文章就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，使各位可以学到更多知识，如果觉得文章不错，请把它分享出去让更多的人看到。
