Java集合03 - Cloneable

待我称王封你为后i 2022-12-27 11:10 207阅读 0赞

**目录**

1.Cloneable是什么

2.clone方法的追根溯源

3.深浅拷贝

4.如何实现深拷贝

4.1 手动为引用类型赋值

4.2 使用对象流进行深拷贝

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## 笔者**JDK版本：1.8.0\_202** ##

## 1.Cloneable是什么 ##

Cloneable和Serializable接口一样，本质上都是一种标志性接口，无具体实现，意在告知JVM此类可实现克隆功能。当程序中想要使用一个对象的clone方法，仅仅用public重写基类clone方法还不够，还要实现Cloneable接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。

![20201210192329104.png][]

## 2.clone方法的追根溯源 ##

在Java Object类中默认提供了clone方法:

![20201210170022418.png][]

源码上的一大段注释翻译过来说了以下几件事（第5点不是源码里写的，作为clone的特点也列在这里）：

（1）重写clone方法原则（官方推荐这么做，为了编码规范听官方的准没错）

x.clone != x结果为true;

x.clone().getClass()==x.getClass()结果为true;

x.clone().equals(x)结果为true;

（2）clone为浅拷贝：基本数据类型拷贝值，引用数据类型拷贝其引用地址（String特殊一点，拷贝的虽是引用，但在修改的时候会生成新的字符串）

（3）不实现Cloneable接口使用clone方法会抛出CloneNotSupportedException异常（数组默认实现Cloneable接口，clone方法返回的类型是数组类型）

（4）Object对象本身并不实现Cloneable接口，因此在Object对象上调用clone方法将会抛出运行时异常。

（5）用clone方法创建对象并不会调用任何构造函数。

## 3.深浅拷贝 ##

在阐述这个问题之前，我们需要先回忆一下Java创建对象的四种方式：1.new；2.Java反射机制的newInstance方法；3.反序列化；4.调用clone方法。在源码注释中我们也看到其对clone方法的解释为浅拷贝，那么什么是浅拷贝呢？请看如下的例子：

public static void main(String[] args) {
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            list.add(1);
            ArrayList cloneList = (ArrayList)list.clone();
            System.out.println("修改实体数据前");
            System.out.println("原集合："+list);
            System.out.println("克隆集合："+cloneList);
            System.out.println("修改实体数据后");
            list.set(0,2);
            System.out.println("原集合："+list);
            System.out.println("克隆集合："+cloneList);
        }
    }

![20201210200519502.png][]

创建一个ArrayList集合，放入一个基本数据类型1，调用其克隆方法复制一个ArrayList集合，改变原集合数据后发现对克隆集合数据并不会发生影响。

public class CloneInfo  {
        private  String userName;
        private  String passWord;
        public String getUserName() {
            return userName;
        }
        public void setUserName(String userName) {
            this.userName = userName;
        }
        public String getPassWord() {
            return passWord;
        }
        public void setPassWord(String passWord) {
            this.passWord = passWord;
        }
    }

public static void main(String[] args) {
            CloneInfo cloneInfo = new CloneInfo();
            cloneInfo.setUserName("Tom");
            cloneInfo.setPassWord("123");
    
            ArrayList<CloneInfo> list = new ArrayList<>();
            list.add(cloneInfo);
            ArrayList cloneList = (ArrayList)list.clone();
            System.out.println("修改实体数据前");
            System.out.println("原集合："+list);
            System.out.println("克隆集合："+cloneList);
            System.out.println("修改实体数据后");
            list.get(0).setUserName("Jack");
            System.out.println("原集合："+list);
            System.out.println("克隆集合："+cloneList);
    }

![20201210200629239.png][]

而当我们以相同的操作去更改一个引用类型对象的时候，发现克隆集合的数据也在跟着变化，这就是**浅拷贝：clone对象时，对于基本数据类型拷贝其值，引用数据类型拷贝其内存地址**（String类型也遵循这个规律，只不过因为常量池的关系宏观表现上和基本数据类型一致）。**深拷贝：clone对象时，基本数据类型拷贝其值，引用数据类型会重新生成一块内存地址，而不是再指向原有内存地址**。

## 4.如何实现深拷贝 ##

###      4.1 手动为引用类型赋值 ###

思路：既然直接调用基类clone方法只能进行浅拷贝，但如果是引用类型的话还是可以调用clone方法继续进行浅拷贝，一直套娃下去终有一天会将所有的引用类型都拷贝成基本数据类型，然后再一层一层嵌套返回回来，就实现了深拷贝（哈哈哈，曲线救国）。如果需要拷贝的类中没有引用类型嵌套，那么就在重写clone方法时自己new一个对象出来，然后把所有属性手动set回去。

**Demo1：**

@Data
    public class CloneInfo implements Cloneable{
    
        private  CloneInfo2 cloneInfo2;
    
        @Override
        protected CloneInfo clone() throws CloneNotSupportedException {
            CloneInfo cloneInfo = (CloneInfo) super.clone();
            if(cloneInfo2 != null){
                cloneInfo.cloneInfo2 = (CloneInfo2)cloneInfo2.clone();
            }
            return cloneInfo;
        }
    }

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
            CloneInfo info = new CloneInfo();
            info.setCloneInfo2(new CloneInfo2());
            CloneInfo cloneInfo = info.clone();
            System.out.println("对象内存地址："+info.getCloneInfo2());
            System.out.println("对象内存地址："+cloneInfo.getCloneInfo2());
    }

![20201210211143116.png][]

可以看到CloneInfo内嵌的CloneInfo2对象内存地址已经发生改变，深拷贝成功。

**Demo2：**

public class CloneInfo implements Cloneable{
    
        private  String userName;
        private  String passWord;
    
        @Override
        protected CloneInfo clone() throws CloneNotSupportedException {
            CloneInfo cloneInfo = (CloneInfo) super.clone();
            CloneInfo returnCloneInfo = new CloneInfo();
            returnCloneInfo.setUserName(cloneInfo.getUserName());
            returnCloneInfo.setPassWord(cloneInfo.getPassWord());
            return returnCloneInfo;
        }
    
        public String getUserName() {
            return userName;
        }
        public void setUserName(String userName) {
            this.userName = userName;
        }
        public String getPassWord() {
            return passWord;
        }
        public void setPassWord(String passWord) {
            this.passWord = passWord;
        }
    }

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
            CloneInfo info = new CloneInfo();
            info.setUserName("Tom");
            info.setPassWord("123");
            CloneInfo cloneInfo = info.clone();
            System.out.println("对象内存地址："+info);
            System.out.println("对象内存地址："+cloneInfo);
            System.out.println("修改实体数据前");
            System.out.println("原实体："+info.getUserName());
            System.out.println("克隆实体："+cloneInfo.getUserName());
            System.out.println("修改实体数据后");
            info.setUserName("Jack");
            System.out.println("原实体："+info.getUserName());
            System.out.println("克隆实体："+cloneInfo.getUserName());
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzU2Njgy_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

###      4.2 使用对象流进行深拷贝 ###

思路：将对象写入流中再读出来实现深拷贝。

public static void main(String[] args) throws Exception {
            CloneInfo info = new CloneInfo();
            info.setCloneInfo2(new CloneInfo2());
    
            ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream objOut = new ObjectOutputStream(byteOut);
            objOut.writeObject(info);
    
            ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
            ObjectInputStream objInput = new ObjectInputStream(byteIn);
            CloneInfo cloneInfo= (CloneInfo) objInput.readObject();
            System.out.println("对象内存地址："+info.getCloneInfo2());
            System.out.println("对象内存地址："+cloneInfo.getCloneInfo2());
    }

![20201210211820246.png][]

[20201210192329104.png]: /images/20221120/0c78d2e8045a4528aa83e0ea0786c1fb.png
[20201210170022418.png]: /images/20221120/18af5775191e44da8915b5d1d9aa2c05.png
[20201210200519502.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210200519502.png
[20201210200629239.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210200629239.png
[20201210211143116.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210211143116.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzU2Njgy_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210210108942.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NzU2Njgy,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20201210211820246.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201210211820246.png