java設計模式——原型模式
阿新 • • 發佈：2018-12-13
一個 image 另一個 [] throws arr pig ble mage
一. 定義與類型
定義：指原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這些原型創建新的對象。不需要知道任何創建的細節，不調用構造函數
類型：創建型
二.使用場景
類初始化消耗較多資源
new 產生的一個對象需要非常繁瑣的過程(數據準備，訪問權限等)
構造函數比較復雜
循環體中生產大量對象時
三.優缺點
優點：
原型模式性能比直接new一個對象性能高，簡化創建過程
缺點：
必須配備克隆方法，
對克隆復雜對象或對克隆出的對象進行復雜改造時，容易引入風險
深拷貝，淺拷貝要運用得當
四. 擴展
深克隆：對於引用類型，如果需要指向不同的對象，而對於某個對象的引用類型的時候，必須要顯式的去寫對那個屬性進行深克隆
淺克隆：
五. Coding
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:11 **/ public class Mail implements Cloneable { private String name; private String emailAddress; private String content; public Mail() { System.out.println("Mail Class Constructor"); }public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getEmailAddress() { return emailAddress; } public void setEmailAddress(String emailAddress) { this.emailAddress = emailAddress; }public String getContent() { return content; } public void setContent(String content) { this.content = content; } @Override public String toString() { return "Mail{" + "name=‘" + name + ‘\‘‘ + ", emailAddress=‘" + emailAddress + ‘\‘‘ + ", content=‘" + content + ‘\‘‘ + super.toString() + ‘}‘; } @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { System.out.println("clone mail object"); return super.clone(); } }
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:17 **/ public class MailUtil { public static void sendMail(Mail mail) { String outputContent = "向{0}同學,郵件地址:{1},郵件內容:{2}發送成功"; System.out.println(MessageFormat.format(outputContent,mail.getName(),mail.getEmailAddress(),mail.getContent())); } public static void saveOriginMailRecord(Mail mail) { System.out.println("存儲originMail記錄,originMail:" + mail.getContent()); } }
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:20 **/ public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { Mail mail = new Mail(); mail.setContent("初始化模板"); System.out.println("初始化mail:" + mail); for (int i = 0; i < 10; i++) { //克隆的時候，並不會使用原對象的構造器 Mail mailTemp = (Mail) mail.clone(); mailTemp.setName("姓名" + i); mailTemp.setEmailAddress("姓名" + i + "@qq.com"); mailTemp.setContent("恭喜您，中獎了"); MailUtil.sendMail(mailTemp); } MailUtil.saveOriginMailRecord(mail); } }
從上面的代碼不難看出，其實原型模式就是實現了cloneable接口，在創建一個不同的對象，來完成郵件的發送，而保留了原來的郵件模板。由於clone不會，調用原對象的構造器，所以在效率上比直接new 對象要高。但是，因為在Mail類中的屬性都是簡單類型，所以在clone的時候，基本上不會出現上面問題。但是看下面一個實體：
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:33 **/ public class Pig implements Cloneable { private String name; private Date birthDay; public Pig(String name, Date birthDay) { this.name = name; this.birthDay = birthDay; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Date getBirthDay() { return birthDay; } public void setBirthDay(Date birthDay) { this.birthDay = birthDay; } @Override public String toString() { return "Pig{" + "name=‘" + name + ‘\‘‘ + ", birthDay=" + birthDay + ‘}‘; } @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:34 **/ public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { Date birthDay = new Date(0L); Pig pig = new Pig("佩奇", birthDay); Pig pig1 = (Pig) pig.clone(); System.out.println(pig); System.out.println(pig1); pig.getBirthDay().setTime(6666666666666L); /** * 通過上面對birthDay進行操作，如果是淺拷貝，那麽pig與pig1的date對象都會改變： * 因為在淺拷貝的時候，兩個對象中的引用對象date，都是引用同一個對象，所以改變了一個，那麽兩個都會改變 * * 如果是深拷貝，那麽pig與pig1引用的date對象就是不一樣的，改變其中一個，對另一個並沒有影響。 * * 由於深克隆，淺克隆的關系，也算是原型模式的一個坑。(原則是，都會使用深克隆，不然就算是給項目埋坑) * */ System.out.println(pig); System.out.println(pig1); } }
輸出結果為：
上面的註釋和結果，其實也清楚的看到了。我只改變了pig對象中的birthDay，但是pig1中也改變了。如果clone的對象中存在引用類型的對象，那麽如果是淺拷貝，拷貝與被拷貝出的對象的引用對象都是指向同一地址的，所以改變其中一個，另一個也會改變。這時候，如果根據需求就必須使用深拷貝。
也就是對於對象中的引用對象也要進行clone。看下面代碼：
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:33 **/ public class Pig implements Cloneable { private String name; private Date birthDay; public Pig(String name, Date birthDay) { this.name = name; this.birthDay = birthDay; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public Date getBirthDay() { return birthDay; } public void setBirthDay(Date birthDay) { this.birthDay = birthDay; } @Override public String toString() { return "Pig{" + "name=‘" + name + ‘\‘‘ + ", birthDay=" + birthDay + ‘}‘; } @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { Pig pig = (Pig) super.clone(); //深克隆 pig.birthDay = (Date) pig.birthDay.clone(); return pig; } }
輸出結果：
可以看到，Pig中重寫了clone方法，對Date對象也進行了clone，從而使得，引用對象指向不同的地址。所以改變pig中的birthDay，對於pig1並沒有影響。
由於clone方法，可以用原型模式拷貝來破壞單例模式：
/** * @program: designModel * @description: * @author: YuKai Fan * @create: 2018-12-13 16:34 **/ public class Test { public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { /** * 使用原型模式，克隆破壞單例模式 * * 這種情況的解決方式： * 要麽單例模式類不去實現Cloneable接口，要麽就重寫clone方法，直接返回getInstance()方法，這個對象的實例 */ HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance(); Method method = hungrySingleton.getClass().getDeclaredMethod("clone"); method.setAccessible(true); HungrySingleton cloneHungrySingleton = (HungrySingleton) method.invoke(hungrySingleton); System.out.println(hungrySingleton); System.out.println(cloneHungrySingleton); } }
六. 源碼分析
基本上只要知道了哪些類使用了Cloneable就知道，原型模式如何使用。
比如ArrayList，HashMap類都重寫了clone方法
Mybatis中的CacheKey類也重寫了clone()方法
java設計模式——原型模式