（5）Java设计模式 - 原型模式（Prototype Pattern）

Myth丶恋晨 2022-07-28 09:42 215阅读 0赞

## 介绍 ##

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。

## 模式结构  ##

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主要角色：

*  **Prototype（抽象原型类）**：声明克隆自身的接口。 
 *  **ConcretePrototype（具体原型类）**：实现克隆的具体操作。 
 *  **Client（客户类）**：让一个原型克隆自身，从而获得一个新的对象。

## 例子 ##

原型模式虽然是创建型的模式，但是与工厂模式没有关系，从名字即可看出，该模式的思想就是将一个对象作为原型，对其进行复制、克隆，产生一个和原对象类似的新对象。下面通过对象的复制，进行讲解。在Java中，复制对象是通过clone()实现的，先创建一个原型类：

public class Prototype implements Cloneable {  
      
        public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
            Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
            return proto;  
        }  
    }

很简单，一个原型类，只需要实现Cloneable接口，覆写clone方法，此处clone方法可以改成任意的名称，因为Cloneable接口是个空接口，你可以任意定义实现类的方法名，如cloneA或者cloneB，因为此处的重点是super.clone()这句话，super.clone()调用的是Object的clone()方法，而在Object类中，clone()是native的，具体怎么实现，我会在另一篇文章中，关于解读Java中本地方法的调用，此处不再深究。在这儿，我将结合对象的浅复制和深复制来说一下，首先需要了解对象深、浅复制的概念：

*  **浅复制**：将一个对象复制后，基本数据类型的变量都会重新创建，而引用类型，指向的还是原对象所指向的。
 *  **深复制**：将一个对象复制后，不论是基本数据类型还有引用类型，都是重新创建的。简单来说，就是深复制进行了完全彻底的复制，而浅复制不彻底。

此处，写一个深浅复制的例子：

public class Prototype implements Cloneable, Serializable {  
      
        private static final long serialVersionUID = 1L;  
        private String string;  
      
        private SerializableObject obj;  
      
        /* 浅复制 */  
        public Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
            Prototype proto = (Prototype) super.clone();  
            return proto;  
        }  
      
        /* 深复制 */  
        public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {  
      
            /* 写入当前对象的二进制流 */  
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
            oos.writeObject(this);  
      
            /* 读出二进制流产生的新对象 */  
            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
            return ois.readObject();  
        }  
      
        public String getString() {  
            return string;  
        }  
      
        public void setString(String string) {  
            this.string = string;  
        }  
      
        public SerializableObject getObj() {  
            return obj;  
        }  
      
        public void setObj(SerializableObject obj) {  
            this.obj = obj;  
        }  
      
    }  
      
    class SerializableObject implements Serializable {  
        private static final long serialVersionUID = 1L;  
    }

要实现深复制，需要采用流的形式读入当前对象的二进制输入，再写出二进制数据对应的对象。

## 优缺点 ##

优点：

1.  性能提高。
2.  逃避构造函数的约束。

缺点：

1.  配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。
2.  必须实现 Cloneable 接口。

## 实际应用的例子 ##

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。

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