设计模式之原型模式

定义

用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。

原型：被复制的对象。

使用场景

1. 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，通过原型拷贝避免这些消耗。

2. 通过new产生的一个对象需要非常繁琐的数据准备或者权限，这时可以使用原型模式。
3. 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，即保护性拷贝。

原型模式主要用于对象的复制，

类图

原型模式

角色介绍：

• Client：客户端用户。
• Prototype：接口，声明具备clone能力。
• ConcretePrototype：具体的原型类。

代码实现

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("张三");
        person.show("person");

        Person clone1 = (Person) person.clone();
        clone1.show("clone1");

        clone1.name = "李四";
        clone1.show("clone1");

        person.show("person");
    }

}

class Person implements Cloneable {

    public String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Person clone() {
        Person person = null;
        try {
            person = (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return person;
    }

    public void show(String objectName) {
        System.out.println(objectName + ".name = " + name);
    }

}

/**
 * 打印结果：
 * person.name = 张三 
 * clone1.name = 张三 
 * clone1.name = 李四 
 * person.name = 张三
 */

• Cloneable接口属于Prototype角色，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出java.lang.CloneNotSupportedException异常。

• Person类属于ConcretePrototype角色。此类需重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此，Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。

深拷贝和浅拷贝

• 对于8种基本数据类型及其包装类不区分浅深拷贝，都是进行值的赋值。
• 浅拷贝: 对引用类型只复制引用.深拷贝: 对引用类型进行引用对象的复制.
  深拷贝和浅拷贝理解

总结

优缺点

• 优点：原型模式是在内存中二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别是复制大的或者很多的对象时，性能的差别非常明显。

• 缺点：它的优点也是缺点，直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的。