本文参考:《修炼Java开发技术:在架构中体验设计模式和算法之美 于广编著》。
原型模式是指用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型来创建新的实例。也就是说,原型模式是通过复制现在已经存在的对象来创建一个新对象(类似于:孙悟空拔毫毛变出很多的猴子)。
在Java中的object提供了clone方法,能够实现拷贝的Java类必须实现一个标识接口Cloneable,表示这个Java类支持被复制。如果一个类没有实现这个接口但是调用了clone()方法,Java编译器将抛出一个CloneNotSupportedException异常。
演示代码:
package org.dyb.design.prototype; public class ConcretePrototype implements Cloneable { public ConcretePrototype clone(){ Object object = null; try { object = super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return (ConcretePrototype)object; } }
使用:
package org.dyb.design.prototype; public class Test { @org.junit.Test public void test(){ ConcretePrototype cp = new ConcretePrototype(); ConcretePrototype cpClone = cp.clone(); } }
Java语言中的clone()方法满足下列关系:
1、对于任何对象x,都有x.clone()!=x,即拷贝对象与原型对象不是同一个对象。
2、对于任何对象x,都有x.clone().getClass == x.getClass(),拷贝对象与原型对象的类型是一样的。
3、如果对象x的equals()方法定义恰当,那么x.clone.equals(x)应该成立。
原型模式浅拷贝与原型模式深度拷贝:
浅拷贝:拷贝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。换言之,浅拷贝仅仅拷贝所考虑的对象,而不拷贝它所引用的对象。
深拷贝:在浅拷贝的基础上,将引用对象指向被拷贝过的新对象,而不再是原有的那些被引用的对象。
package org.dyb.design.prototype; public class Apple { private String color; public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } }
package org.dyb.design.prototype; public class Thing implements Cloneable { private String attr; private Apple apple;//对象 @Override public Thing clone(){ Thing t = null; try { t = (Thing)super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return t; } public String getAttr() { return attr; } public void setAttr(String attr) { this.attr = attr; } public Apple getApple() { return apple; } public void setApple(Apple apple) { this.apple = apple; } }
测试:
package org.dyb.design.prototype; public class Test { @org.junit.Test public void test(){ Apple a = new Apple(); a.setColor("red"); Thing t1 = new Thing(); t1.setApple(a); t1.setAttr("x"); Thing t2 = t1.clone(); t2.getApple().setColor("green"); t2.setAttr("y"); System.out.println(t1.getAttr()); System.out.println(t2.getAttr()); System.out.println(t1.getApple().getColor()); System.out.println(t2.getApple().getColor()); } }
结果:
x
y
green
green
属性attr在t1和t2中不相同,因为我们进行了修改,但是在对象apple中t1和t2用的是同一个引用,并没有重新将apple实例化一个新的对象。这个就是浅拷贝。
改动后Thing:
package org.dyb.design.prototype; public class Thing implements Cloneable { private String attr; private Apple apple; @Override public Thing clone(){ Thing t = null; try { t = (Thing)super.clone(); if(this.apple != null){ Apple a = new Apple(); a.setColor(this.apple.getColor()); t.setApple(a); } } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return t; } public String getAttr() { return attr; } public void setAttr(String attr) { this.attr = attr; } public Apple getApple() { return apple; } public void setApple(Apple apple) { this.apple = apple; } }
测试结果:
x
y
red
green
应用:
当某公司一次性发送上千万个邮件的时候,如果我们使用单线程每个邮件0.01秒,那么也至少需要27个小时,如果使用多线程则会将同一个引用的数据进行修改,如上例子,这个时候就使用圆形模式,保证每个发送的内容都是一个新的对象,互不影响。
注意:对象拷贝的时候构造函数式没有执行的。原理:从内存中(堆内存)以二进制流的方式进行拷贝,重新分配一个内存块。那构造函数没有执行就很正常了。
应用场景:
1、类初始化需要加载非常多的资源。
2、通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限。
3、一个对象多个修改者的场景。
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