JAVA设计模式 2【创建型】原型模式的理解与使用
jameszgw 2020-06-21
在本节中，我们将学习和使用原型模式；这一节学习的原型模式也是创建型 模式的其中之一。再次复习一下：创建型 模式就是描述如何去更好的创建一个对象。
我们都知道，在JAVA 语言中。使用new 关键字创建一个新对象。将新的对象放到堆内存 里面。当然，这个内存肯定是有大小限制的，况且，JAVA 不同于C语言等。 有内存管理机制，就是我们常说的垃圾回收器GC,才可以保证内存不被溢出。
说这些其实就是为了表示：为啥要用单例模式，能节省内存的时候，能用一个对象解决重复的事情，绝对不会创建多个。
概述
原型模式描述的如何快速创建重复的对象，并且减少new 关键字的使用。
- 抽象原型类
- 具体原型类
- 访问类
容我来一个一个解释：
抽象原型类 也就是我们具体要实现的某个类，这个类在JAVA 里面是有具体的接口的，其实是一个空接口，Cloneable
* @author unascribed
* @see java.lang.CloneNotSupportedException
* @see java.lang.Object#clone()
* @since JDK1.0
*/
public interface Cloneable {
}我们会发现，这个类没有任何的方法，怎么来实现它，不要慌。先接着走。
具体原型类 也就是我们具体要克隆 的对象。比如我们重复的要创建100个学生Student 对象，那么具体的学生对象就是具体原型类
public class Student implements Cloneable {
private int id;
private String name;
private int sex;
}访问类 我就不必多说了
浅克隆和深克隆
原型模式其实也分浅克隆和深克隆。如何理解这两个概念呢？
浅克隆
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
浅克隆，只需要具体原型类 实现Cloneable 接口，并且重写父类Object类的clone() 方法，即可实现对象的浅克隆。
Student student1 = new Student(1, "李四"); Student student2 = student1.clone(); System.out.println(student1); System.out.println(student2); System.out.println(student1 == student2); --------------------- 学号：1,姓名：李四 学号：1,姓名：李四 false
- 通过执行
clone()方法即可创建一个相同的，具有同样属性的对象。 - 并且是新的对象，内存地址有所不同。
我们来看看，对于引用类型的变量，浅克隆是否可以进行克隆；
Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师"); Student student1 = new Student(1, "李四", teacher); Student student2 = student1.clone(); System.out.println(student1); System.out.println(student2); System.out.println(student1 == student2); ------------ 学号：1,姓名：李四,老师 学号：1,姓名：李四,老师 false
我们发现，引用类型并没有被克隆，也就是说：
特点
- 浅克隆对于基本类型，可以进行完全的克隆，并且克隆的对象是一个新的对象
- 但是对象里面的引用，是无法被克隆的。
深克隆(序列化)
何谓序列化？
我们创建的都是保存在内存里面的，只要被虚拟机GC进行回收，那么这个对象的任何属性都是消失，我们能不能找一个方法，将内存中这种对象的属性以及对象的状态通过某种东西保存下来，比如保存到数据库，下次从数据库将这个对象还原到内存里面。 这就是序列化。
- 序列化
内存对象->序列字符 - 反序列化
序列字符->内存对象
JAVA 序列化
* @see java.io.Externalizable
* @since JDK1.1
*/
public interface Serializable {
}JAVA 提供了一个空接口，其实这个接口和上面的Cloneable 一样，都是一个空接口，其实这个空接口就是作为一种标识 你的对象实现了这个接口，JAVA 认为你的这个就可以被序列化 ，就是这么简单。
Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师"); ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream stream = new ObjectOutputStream(outputStream); stream.writeObject(teacher); System.out.println(Arrays.toString(outputStream.toByteArray())); ---------- [-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 7, 84, 101, 97,。。。。。。
通过将对象序列化、其实也就是将内存中的对象转化为二进制 字节数组
反序列化
Teacher teacher = new Teacher(1, "张老师"); System.out.println(teacher); ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream stream = new ObjectOutputStream(outputStream); stream.writeObject(teacher); System.out.println(Arrays.toString(outputStream.toByteArray())); ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray()); ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream); Teacher teacher1 = (Teacher) inputStream.readObject(); System.out.println(teacher1); --------------- id=1,name=张老师 [-84, -19, 0, 5, 115, xxxxx,-127, -27, -72, -120] id=1,name=张老师
通过序列化和反序列化，即可对象的深克隆
小结
这一节，在讲述 原型模式的同时，将原有实现原型模式的clone() 浅克隆，延伸到深克隆这一概念。其实JAVA 的原型模式，实现起来较为简单。但还是要按需要实现，Object 类提供的 clone 浅克隆 是没办法克隆对象的引用类型的。需要克隆引用类型，还是需要序列化 深克隆
参考
http://c.biancheng.net/view/1343.html
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1298366845681698
代码示例
https://gitee.com/mrc1999/Dev-Examples
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