一起来学习设计模式:原型模式

前言：
刚开始学的时候觉得设计模式真的难懂。后面再回来看几次了，这些真实软件设计的瑰宝级别的宝藏；不仅可以规范我们的软件设计，也使得我们的系统的后续的维护方面具有更好的扩展性，可维护性。非常简单的单例设计模式的应用都可以减少我们创建对象时对内存的损耗，想想是多么伟大的设计~
本文还是笔记，主要记录对原型模式的学习

1.原型模式的概念

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆，当直接创建对象代价比较大的时候，则采用这种模式。例如，我们从操作了数据库，很艰难地从数据库里读取了一段数据，并且根据这一段数据创建了一个对象，我们缓存这个对象，在下一个请求来的时候返回它的缓存，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库的调用。（这个简直炫酷了，要知道一个大型地分布式系统，一个很大的瓶颈就是频繁操作数据库，利用原型模式的话，大大提高了效率）

作用：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝的方式，利用这些原型去创建新的对象
可以解决的问题：当要实例化的类是在运行时刻指定时，例如，通过动态装载。
如何利用原型模式：实现克隆操作，在 JAVA 继承 Cloneable，重写 clone()
优点：1.性能高；2.逃避了构造方法的约束
缺点：实现起来复杂，要对类的功能进行考虑，特别当一个类引用了不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候
啥时候用：
1、资源优化场景。
2、类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
3、性能和安全要求的场景。
4、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，则可以使用原型模式。
5、一个对象多个修改者的场景。
6、一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
7、在实际项目中，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。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。

2.实现

老规矩先上图

image.png

根据上面的图实现代码

step1:

创建原型：

public abstract class Shape implements Cloneable {
    private String id;
    protected String type;


    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getType() {
        return type;
    }

    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }


    abstract void draw();

    public Object clone() {
        Object clone = null;
        try {
            clone = super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}

step2:

继承这个原型：

public class Rectangle extends Shape {

    public Rectangle() {
        this.type = "Rectangle";
    }
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");

    }
}

public class Square extends Shape {
    public Square() {
        this.type = "Square";
    }
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Inside Square::draw() method.");
    }
}

step3:

模拟一个场景，我们从数据库里面读取了数据，然后放入容器里面，从容器里面取出数据

public class ShapeCache {
    private static Hashtable<String,Shape> shapeMap = new Hashtable<>();

    public static Shape getShape(String shapeId) {
        Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
        return (Shape) cachedShape.clone();
    }


    //模型从数据库查询出来了，并且放到HashTable中
    public static void loadCache() {
        Rectangle rectangle = new Rectangle();
        rectangle.setId("1");
        shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
        Square square = new Square();
        square.setId("2");
        shapeMap.put(square.getId(),square);
    }
}

step4:

测试

public class PrototypePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ShapeCache.loadCache();


        Shape clonedShape = (Shape)ShapeCache.getShape("1");
        System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());



        Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
        System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());

    }
}