prototype模式也就是原型模式，是javaGOF23种设计模式中的一种，我们在学习spring的时候在bean标签的学习中碰到过，所以本文来给大家介绍下原型模式
原型模式
在java中我们知道通过new关键字创建的对象是非常繁琐的(类加载判断，内存分配，初始化等)，在我们需要大量对象的情况下，原型模式就是我们可以考虑实现的方式。
&emps;原型模式我们也称为克隆模式，即一个某个对象为原型克隆出来一个一模一样的对象，该对象的属性和原型对象一模一样。而且对于原型对象没有任何影响。原型模式的克隆方式有两种：浅克隆和深度克隆
| 原型模式 | 说明 |
|---|---|
| 浅克隆 | 只是拷贝本对象,其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝， 还是指向原生对象的内部元素地址 |
| 深度克隆 | 深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍 |
浅克隆
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之，浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。 Object类提供的方法clone只是拷贝本对象 ， 其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址
实现
被克隆的对象必须Cloneable,Serializable这两个接口
原型类
package com.dpb.prototype;
import java.io.Serializable;
import java.util.Date;
/**
* 原型类：被克隆的类型
* @author dengp
*
*/
public class User implements Cloneable,Serializable{
private String name;
private Date birth;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Date getBirth() {
return birth;
}
public void setBirth(Date birth) {
this.birth = birth;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
/**
* 实现克隆的方法
*/
public Object clone() throws CloneNotSupportedException{
return super.clone();
}
}
测试类
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Date date = new Date(1231231231231l);
User user = new User();
user.setName("波波烤鸭");
user.setAge(18);
user.setBirth(date);
System.out.println("----输出原型对象的属性------");
System.out.println(user);
System.out.println(user.getName());
System.out.println(user.getBirth());
// 克隆对象
User user1 =(User) user.clone();
// 修改原型对象中的属性
date.setTime(123231231231l);
System.out.println(user.getBirth());
// 修改参数
user1.setName("dpb");
System.out.println("-------克隆对象的属性-----");
System.out.println(user1);
System.out.println(user1.getName());
System.out.println(user1.getBirth());
}
输出结果
com.dpb.prototype.User@15db9742
波波烤鸭
Tue Jan 06 16:40:31 CST 2009 # 1
Tue Nov 27 14:53:51 CST 1973 # 2
-------克隆对象的属性-----
com.dpb.prototype.User@5c647e05
dpb
Tue Nov 27 14:53:51 CST 1973 # 和2的结果一样 说明两个对象的Date的引用是同一个
浅克隆的问题:虽然产生了两个完全不同的对象，但是被复制的对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。
深度克隆
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。换言之，深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
实现的效果是:
深度克隆(deep clone)有两种实现方式，第一种是在浅克隆的基础上实现，第二种是通过序列化和反序列化实现，我们分别来介绍
第一种方式
在浅克隆的基础上实现
原型类:
package com.dpb.prototype;
import java.io.Serializable;
import java.util.Date;
/**
* 原型类：被克隆的类型
* 深度克隆测试
* @author dengp
*
*/
public class User2 implements Cloneable,Serializable{
private String name;
private Date birth;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Date getBirth() {
return birth;
}
public void setBirth(Date birth) {
this.birth = birth;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
/**
* 实现克隆的方法
* 深度克隆(deep clone)
*/
public Object clone() throws CloneNotSupportedException{
Object object = super.clone();
// 实现深度克隆(deep clone)
User2 user = (User2)object;
user.birth = (Date) this.birth.clone();
return object;
}
}
测试代码
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Date date = new Date(1231231231231l);
User2 user = new User2();
user.setName("波波烤鸭");
user.setAge(18);
user.setBirth(date);
System.out.println("----输出原型对象的属性------");
System.out.println(user);
System.out.println(user.getName());
System.out.println(user.getBirth());
// 克隆对象
User2 user1 =(User2) user.clone();
// 修改原型对象中的属性
date.setTime(123231231231l);
System.out.println(user.getBirth());
// 修改参数
user1.setName("dpb");
System.out.println("-------克隆对象的属性-----");
System.out.println(user1);
System.out.println(user1.getName());
System.out.println(user1.getBirth());
}
输出结果：
com.dpb.prototype.User2@15db9742
波波烤鸭
Tue Jan 06 16:40:31 CST 2009 1
Tue Nov 27 14:53:51 CST 1973 2
-------克隆对象的属性-----
com.dpb.prototype.User2@5c647e05
dpb
Tue Jan 06 16:40:31 CST 2009
我们发现克隆的对象的属性并没有随着我们对Date的修改而改变，说明克隆对象的Date属性和原型对象的Date属性引用的不是同一个对象，实现的深度复制。
第二种方式:序列化和反序列化
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 序列化 | 把对象转换为字节序列的过程。 |
| 反序列化 | 把字节序列恢复为对象的过程。 |
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, Exception {
Date date = new Date(1231231231231l);
User user = new User();
user.setName("波波烤鸭");
user.setAge(18);
user.setBirth(date);
System.out.println("-----原型对象的属性------");
System.out.println(user);
System.out.println(user.getName());
System.out.println(user.getBirth());
//使用序列化和反序列化实现深复制
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(user);
byte[] bytes = bos.toByteArray();
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
//克隆好的对象！
User user1 = (User) ois.readObject();
// 修改原型对象的值
date.setTime(221321321321321l);
System.out.println(user.getBirth());
System.out.println("------克隆对象的属性-------");
System.out.println(user1);
System.out.println(user1.getName());
System.out.println(user1.getBirth());
}
输出结果
-----原型对象的属性------
com.dpb.prototype.User@15db9742
波波烤鸭
Tue Jan 06 16:40:31 CST 2009
Sat May 24 16:48:41 CST 8983
------克隆对象的属性-------
com.dpb.prototype.User@7cca494b
波波烤鸭
Tue Jan 06 16:40:31 CST 2009
实现了和第一种实现方式相同的效果~实现了深度克隆
原型模式和直接new对象方式的比较
当我们需要大量的同一类型对象的时候可以使用原型模式，下面是两种方式的性能对比:
用两种方式同时生成10个对象
/**
* 测试普通new方式创建对象和clone方式创建对象的效率差异！
* 如果需要短时间创建大量对象，并且new的过程比较耗时。则可以考虑使用原型模式！
* @author 波波烤鸭
*
*/
public class Client4 {
public static void testNew(int size){
long start = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<size;i++){
User t = new User();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("new的方式创建耗时："+(end-start));
}
public static void testClone(int size) throws CloneNotSupportedException{
long start = System.currentTimeMillis();
User t = new User();
for(int i=0;i<size;i++){
User temp = (User) t.clone();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("clone的方式创建耗时："+(end-start));
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
testNew(10);
testClone(10);
}
}
class User implements Cloneable { //用户
public User() {
try {
Thread.sleep(10); //模拟创建对象耗时的过程!
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object obj = super.clone(); //直接调用object对象的clone()方法！
return obj;
}
}
输出结果:
new的方式创建耗时：108
clone的方式创建耗时：11
用两种方式同时生成1000个对象
/**
* 测试普通new方式创建对象和clone方式创建对象的效率差异！
* 如果需要短时间创建大量对象，并且new的过程比较耗时。则可以考虑使用原型模式！
* @author 波波烤鸭
*
*/
public class Client4 {
public static void testNew(int size){
long start = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<size;i++){
User t = new User();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("new的方式创建耗时："+(end-start));
}
public static void testClone(int size) throws CloneNotSupportedException{
long start = System.currentTimeMillis();
User t = new User();
for(int i=0;i<size;i++){
User temp = (User) t.clone();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("clone的方式创建耗时："+(end-start));
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
testNew(1000);
testClone(1000);
}
}
class User implements Cloneable { //用户
public User() {
try {
Thread.sleep(10); //模拟创建对象耗时的过程!
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object obj = super.clone(); //直接调用object对象的clone()方法！
return obj;
}
}
输出结果
new的方式创建耗时：10836
clone的方式创建耗时：10
小结：通过clone的方式在获取大量对象的时候性能开销基本没有什么影响，而new的方式随着实例的对象越来越多，性能会急剧下降，所以原型模式是一种比较重要的获取实例的方式。大家应该掌握好。
开发中的应用场景
原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过clone的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。
• spring中bean的创建实际就是两种：单例模式和原型模式。（原型模式需要和工厂模式搭配起来）