原型模式

关于克隆，我们会想到《西游记》里面孙悟空的猴毛分身，也会想到《火影忍者》里面的影分身之术。他们都是用一个物体复制若干个一模一样的物体。在面向对象的系统中，我们也可以通过克隆来复制一些对象---也就是我们所说的原型模式

用原型实例指定创建对象的种类，通过拷贝这些原型创建新的对象，也就是利用一个原型对象来指明我们要创建对象的类型，然后通过复制这个对象来获取一模一样的对象实例

一个简单的原型模式Demo

public class PrototypeClass implements Cloneable{
    @Override
    protected PrototypeClass clone(){
        PrototypeClass prototypeClass = null;
        try {
            prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone();
        }catch (CloneNotSupportedException e){

        }
        return prototypeClass;
    }
}

• 实现Cloneable接口，在JVM中只有具有这个标记的对象才有可能被拷贝
• 重写覆盖Clone()方法

为什么要用原型模式

• 性能优良。 原型模式是在内存二进制流的拷贝，比直接new一个对象性能要好得多。所以特别是要在一个循环体内产生大量对象的时候，原型模式更好体现其优点
• 避开构造函数的束缚（既是优点也是缺点）
  直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的

原型模式应用场景

1. 资源优化场景
2. 性能和安全要求场景
3. 一个对象多个修改者的场景

两种拷贝方式

浅拷贝

只拷贝本对象，对象内部的数组、引用对象都不拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址。原始类型（int、long、char）以及String都会被拷贝

如何才能保证成员变量不被拷贝（保证以下两个条件）

• 必须是类的成员变量，而不是方法内变量
• 必须是一个可变的引用对象，而不是一个原始类型或者不可变对象

public class Thing implements Cloneable {
    private List<String> list = new ArrayList<String>();

    @Override
    protected Thing clone(){
        Thing thing = null;
        try {
            thing = (Thing)super.clone();
        }catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return thing;
    }
    
    public void setValue(String value){
        this.list.add(value);
    }
    
    public List<String> getValue(){
        return this.list;
    }
}

浅克隆是不安全的方式，两个对象共享了一个私有变量，大家都能够进行修改。

深拷贝

public class DeepThing implements Cloneable {
    private ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

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

    public void setValue(String value){
        this.list.add(value);
    }

    public List<String> getValue(){
        return this.list;
    }
}

总结

• 原型模式向客户隐藏了创建对象的复杂性，客户只需要知道创建对象类型，就可以获得对象一模一样的新对象。
• 有两种克隆方式：深克隆、浅克隆
  • 浅克隆；不安全，对象公有私有变量
  • 有时对象的复制可能会比较复杂