原型模式(Prototype Pattern)

原型模式(Prototype Pattern),第1张

原型模式(Prototype Pattern) 原型模式(Prototype Pattern)

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。

克隆羊问题
现在有一只羊tom,姓名为: tom,年龄为: 1, 颜色为:白色,请编写程序创建和tom羊属性完全相同的10只羊。

案例一:传统方式
public class Sheep {
	private String name;
	private int age;
	private String color;
	//...省略get,set,toString,有参构造
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		//传统的方法
		Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
		Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor());
		//....
		
		System.out.println(sheep);
		System.out.println(sheep2);
		//...
	}
}

优点

比较好理解, 简单易 *** 作

缺点

在创建新的对象时,总是需要重新获取原始对象的属性,如果创建的对象比较复杂时,效率较低总是需要重新初始化对象,而不是动态地获得对象运行时的状态,不够灵活 案例二:原型模式

Java中Object类是所有类的根类,Object 类提供了一个clone()方法,该方法可以将一一个Java对象复制一份,但是需要实现clone的Java类必须要实现一个接口Cloneable,该接口表示该类能够复制且具有复制的能力

原型模式(Prototype 模式)是指:用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型,创建新的对象原型模式是–种创建型设计模式,允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它
clone对象实现Cloneable

public class Sheep implements Cloneable {
	private String name;
	private int age;
	private String color;
	private String address = "蒙古羊";
	public Sheep friend; //是对象, 克隆是会如何处理
	//...省略get,set,toString,有参构造
	//克隆该实例,使用默认的clone方法来完成
	@Override
	protected Object clone()  {
		Sheep sheep = null;
		try {
			sheep = (Sheep)super.clone();
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		return sheep;
	}
}
public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("原型模式完成对象的创建");
		// TODO Auto-generated method stub
		Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色");
		sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "黑色");
		
		Sheep sheep2 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
		Sheep sheep3 = (Sheep)sheep.clone(); //克隆
		
		System.out.println("sheep2 =" + sheep2 + "sheep2.friend=" + sheep2.friend.hashCode());
		System.out.println("sheep3 =" + sheep3 + "sheep3.friend=" + sheep3.friend.hashCode());
	}
}

原型模式在Spring框架中源码分析

Spring中原型bean的创建,就是原型模式的应用

 
 
	
		
		
	
public class Monster {

	private Integer id = 10 ;
	private String nickname = "牛魔王";
	private String skill = "芭蕉扇";
	private Friend friend =new Friend(1,"孙悟空");
	//...省略get,set,toString,有参构造
}
public class Friend {
    private Integer;
    private String nickname;
	//...省略get,set,toString,有参构造
 
	
		
		
	
public class ProtoType {

	public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
		// 获取monster[通过id获取monster]
		Monster monster = (Monster)applicationContext.getBean("monster");
		 monster.getFriend().hashCode();
		System.out.println("monster" + monster +"hashCode"+monster.getFriend().hashCode()); 
		Monster monster2 = (Monster)applicationContext.getBean("monster");
		System.out.println("monster2" + monster2+"hashCode"+monster2.getFriend().hashCode()); 
		System.out.println(monster == monster2); // false
	}
}


通过debug找到源码判断

// Create bean instance.
				if (mbd.isSingleton()) {
					sharedInstance = getSingleton(beanName, new ObjectFactory() {
						@Override
						public Object getObject() throws BeansException {
							try {
								return createBean(beanName, mbd, args);
							}
							catch (BeansException ex) {
								// Explicitly remove instance from singleton cache: It might have been put there
								// eagerly by the creation process, to allow for circular reference resolution.
								// Also remove any beans that received a temporary reference to the bean.
								destroySingleton(beanName);
								throw ex;
							}
						}
					});
					bean = getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
				}

				else if (mbd.isPrototype()) {
					// It's a prototype -> create a new instance.
					Object prototypeInstance = null;
					try {
						beforePrototypeCreation(beanName);
						prototypeInstance = createBean(beanName, mbd, args);
					}
					finally {
						afterPrototypeCreation(beanName);
					}
					bean = getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
				}
 
深入讨论浅拷贝和深拷贝 
浅拷贝 

对于数据类型是基本数据类型及string类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。“string”属于Java中的字符串类型,也是一个引用类型,并不属于基本的数据类型。对于数据类型是引用数据类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值

浅拷贝是使用默认的clone()方法来实现

sheep = (Sheep) super.clone();
深拷贝

复制对象的所有基本数据类型的成员变量值为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间,并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象,直到该对象可达的所有对象。也就是说,对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝深拷贝实现方式1:重写clone方法来实现深拷贝深拷贝实现方式2:通过对象序列化实现深拷贝(推荐)
被引用对象继承Cloneable重新clone()方法

public class DeepCloneableTarget implements Serializable, Cloneable {
	
	private static final long serialVersionUID = 1L;
	private String cloneName;
	private String cloneClass;

	//构造器
	public DeepCloneableTarget(String cloneName, String cloneClass) {
		this.cloneName = cloneName;
		this.cloneClass = cloneClass;
	}
	//因为该类的属性,都是String , 因此我们这里使用默认的clone完成即可
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		return super.clone();
	}
}
public class DeepProtoType implements Serializable, Cloneable{
	
	public String name; //String 属性
	public DeepCloneableTarget deepCloneableTarget;// 引用类型
	public DeepProtoType() {
		super();
	}
	
	
	//深拷贝 - 方式 1 使用clone 方法
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		
		Object deep = null;
		//这里完成对基本数据类型(属性)和String的克隆
		deep = super.clone(); 
		//对引用类型的属性,进行单独处理
		DeepProtoType deepProtoType = (DeepProtoType)deep;
		deepProtoType.deepCloneableTarget  = (DeepCloneableTarget)deepCloneableTarget.clone();
		
		// TODO Auto-generated method stub
		return deepProtoType;
	}
	
	//深拷贝 - 方式2 通过对象的序列化实现 (推荐)
	
	public Object deepClone() {
		//创建流对象
		ByteArrayOutputStream bos = null;
		ObjectOutputStream oos = null;
		ByteArrayInputStream bis = null;
		ObjectInputStream ois = null;
		try {
			//序列化
			bos = new ByteArrayOutputStream();
			oos = new ObjectOutputStream(bos);
			oos.writeObject(this); //当前这个对象以对象流的方式输出
			
			//反序列化
			bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
			ois = new ObjectInputStream(bis);
			DeepProtoType copyObj = (DeepProtoType)ois.readObject();
			return copyObj;
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
			e.printStackTrace();
			return null;
		} finally {
			//关闭流
			try {
				bos.close();
				oos.close();
				bis.close();
				ois.close();
			} catch (Exception e2) {
				System.out.println(e2.getMessage());
			}
		}
	}
}
public class Client {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		DeepProtoType p = new DeepProtoType();
		p.name = "张三";
		p.deepCloneableTarget = new DeepCloneableTarget("大牛", "小牛");
		
		//方式1 完成深拷贝
//		DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.clone();
//		System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
//		System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
	
		//方式2 完成深拷贝
		DeepProtoType p2 = (DeepProtoType) p.deepClone();
		System.out.println("p.name=" + p.name + "p.deepCloneableTarget=" + p.deepCloneableTarget.hashCode());
		System.out.println("p2.name=" + p.name + "p2.deepCloneableTarget=" + p2.deepCloneableTarget.hashCode());
	}
}
总结

创建新的对象比较复杂时,可以利用原型模式简化对象的创建过程,同时也能够提高效率不用重新初始化对象,而是动态地获得对象运行时的状态如果原始对象发生变化(增加或者减少属性),其它克隆对象的也会发生相应的变化,无需修改代码

在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码

缺点:需要为每一个类配备一个克隆方法,这对全新的类来说不是很难,但对已有的类进行改造时,需要修改其源代码,违背了ocp原则

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原文地址: http://outofmemory.cn/zaji/5717862.html

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