设计模式之原型模式（三）

一、原型模式

1、概念

不通过new关键字来产生对象，而是通过对象复制（clone）来实现的模式。

2、使用场景

① 小k接到一个需求任务，需要群发节日祝福短信。假设按照一条短信发出去需要0.02s（够小了，你还要到数据库中取数据），600万条短信需要33小时，也就是一整天都发送不完，这时候你可能会使用多线程，假设现有一个message类，每个线程只需修改它的收件人手机号和称谓，会出现线程不安全的情况。这时候我们可以使用 $\color{red}{原型模式}$ 来处理，先产生出一个包含大量公有信息的对象，然后拷贝出副本，修正细节信息，建立一个完整的个性对象。
②需要提供数据对象，又要避免外部对它做了修改。
优化前：

ArrayList<String> a = new ArrayList();
ArrayList<String> b = a;
//当修改a时，b的值同样会被修改

我们需要一个不会影响原始对象的一个新对象
优化后：

ArrayList<String> a = new ArrayList();
ArrayList<String> b = a.clone();
//当修改a时，b的值不会被修改

3、理解原型模式中的“浅拷贝”和“深拷贝”

1️⃣浅拷贝
概念

将原对象或原数组的引用直接赋给新对象，新数组，新对象／数组只是原对象的一个引用

在了解理论前，我们先看一个例子

public class Thing implements Cloneable{
    /**
     * 定义一个私有变量
     */
    private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();

    public ArrayList<String> getArrayList() {
        return this.arrayList;
    }

    public void setArrayList(String value) {
        arrayList.add(value);
    }
    
    @Override
    public Thing clone(){
        Thing thing = null;
        try {
            thing = (Thing)super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return thing;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //产生一个对象
        Thing thing = new Thing();
        thing.setArrayList("java");
        Thing clone = thing.clone();
        clone.setArrayList("python");
        System.out.println("clone.arrayList--->" + clone.arrayList);
        System.out.println("thing.arrayList--->" + thing.arrayList);
    }
}

打印结果：

clone.arrayList--->[java, python]
thing.arrayList--->[java, python]

Process finished with exit code 0

分析出现的原因：
Java做了一个偷懒的拷贝动作，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，还是指向原生对象内部地址，这种拷贝就叫做浅拷贝。
2️⃣深拷贝
概念

创建一个新的对象和数组，将原对象的各项属性的“值”（数组的所有元素）拷贝过来，是“值”而不是“引用”

对以上代码优化：

public class Thing implements Cloneable{
    /**
     * 定义一个私有变量
     */
    private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();

    public ArrayList<String> getArrayList() {
        return this.arrayList;
    }

    public void setArrayList(String value) {
        arrayList.add(value);
    }

    @Override
    public Thing clone(){
        Thing thing = null;
        try {
            thing = (Thing)super.clone();
            this.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return thing;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //产生一个对象
        Thing thing = new Thing();
        thing.setArrayList("java");
        Thing clone = thing.clone();
        clone.setArrayList("python");
        System.out.println("clone.arrayList--->" + clone.arrayList);
        System.out.println("thing.arrayList--->" + thing.arrayList);
    }
}