—————  第二天  —————

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假如有一天，小灰被外星人抓走了，外星人要拿小灰做實(shí)驗(yàn)，想了解小灰在吃得好、睡得好、玩得開心的場景下，與現(xiàn)實(shí)中小灰的生存狀態(tài)有什么區(qū)別。
于是，外星人克隆了幾個(gè)一模一樣的小灰：

就這樣，小灰的原型被留在現(xiàn)實(shí)中，而三個(gè)復(fù)制體分別提供了吃得好、睡得好、玩得開心三種不同環(huán)境，小灰的原型則不受三個(gè)復(fù)制體的影響。
過了一段時(shí)間，我們來觀察一下本體與分身的生存狀態(tài)：

在Java語言中，Object類實(shí)現(xiàn)了Cloneable接口，一個(gè)對(duì)象可以通過調(diào)用Clone()方法生成對(duì)象，這就是原型模式的典型應(yīng)用。
但需要注意的是，clone()方法并不是Cloneable接口里的，而是Object類里的，Cloneable是一個(gè)標(biāo)識(shí)接口，標(biāo)識(shí)這個(gè)類的對(duì)象是可被拷貝的，如果沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，卻調(diào)用了clone()方法，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

// protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { if (!(this instanceof Cloneable)) { throw new CloneNotSupportedException( "Class " getClass().getName() " doesn't implement Cloneable"); } return internalClone(); } // Native helper method for cloning. private native Object internalClone();

Java中的數(shù)據(jù)類型，分為基本類型和引用類型。在一個(gè)方法里的變量如果是基本類型的話，變量就直接存儲(chǔ)在這個(gè)方法的棧幀里，例如int、long等；而引用類型則在棧幀里存儲(chǔ)這個(gè)變量的指針，指向堆中該實(shí)體的地址，例如String、Array等。深拷貝和淺拷貝是只針對(duì)引用數(shù)據(jù)類型的。
比如一個(gè)方法有一個(gè)基本類型參數(shù)和一個(gè)引用類型參數(shù)，在方法體里對(duì)參數(shù)重新賦值，會(huì)影響傳入的引用類型參數(shù)，而不會(huì)影響基本類型參數(shù)，因?yàn)榛绢愋蛥?shù)是值傳遞，而引用類型參數(shù)是引用傳遞。
先定義一個(gè)用戶類：

// 這是一個(gè)非常簡單的用戶類 public class User { private String name; private int age; public User(String name, int age) { this.name=name; this.age=age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{name='" name ", age=" age '}'; } }

測試：

private int x=10; public void updateValue(int value){ value = 3 * value; } private User user= new User("大黃",20); public void updateUser(User student){ student.setName("小灰"); student.setAge(18); } public void test(){ System.out.println("調(diào)用前x的值：" x); updateValue(x); System.out.println("調(diào)用后x的值：" x); System.out.println("調(diào)用前user的值：" user.toString()); updateUser(user); System.out.println("調(diào)用后user的值：" user.toString()); }

Log打印結(jié)果如下：

調(diào)用前x的值：10 調(diào)用后x的值：10 調(diào)用前user的值：User{name='大黃, age=20} 調(diào)用后user的值：User{name='小灰, age=18}

傳遞基本類型的方法（updateValue()）流程圖：

傳遞引用類型的方法（updateUser()）流程圖：

這其中也包含著例外，比如String類型和大小不超過127的Long類型，雖然也是引用類型，卻像基本類型一樣不受影響。這是因?yàn)樗鼈儠?huì)先比較常量池維護(hù)的值，這涉及VM的內(nèi)容，今天不做過多討論。

淺拷貝是在按位（bit）拷貝對(duì)象，這個(gè)對(duì)象有著原始對(duì)象屬性值的一份精確拷貝。我們結(jié)合應(yīng)用場景分析一下，還是剛才的User類，我們?cè)黾右粋€(gè)存放地址的內(nèi)部類Address，我們需要用戶信息可以被其他module查詢，但是不允許它們被其他module修改，新增代碼如下：

// 這是一個(gè)稍微復(fù)雜的、支持拷貝的用戶類 public class User implements Cloneable { // ……省略上文代碼…… private Address address; @NonNull @NotNull @Override public User clone() { try{ return (User)super.clone(); }catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; } public class Address{ // 地市 public String city; // 區(qū)縣 public String county; // 鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道 public String street; } }

// 這是一個(gè)更復(fù)雜的、支持深拷貝的用戶類 public class User implements Cloneable { // ……省略上文代碼…… @NonNull @NotNull @Override public User clone() { try{ User newUser = (User)super.clone(); newUser.setName(this.name); newUser.setAddress(this.address.clone()); return newUser; }catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; } public class Address implements Cloneable{ // ……省略上文代碼…… @NonNull @NotNull @Override public Address clone() { try{ Address newAddress = (Address)super.clone(); newAddress.city = this.city; newAddress.county = this.county; newAddress.street = this.street; return newAddress; }catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return null; } } }

需要注意的是，上面代碼的深拷貝其實(shí)并不徹底，因?yàn)閺氐椎纳羁截悗缀跏遣豢赡軐?shí)現(xiàn)的，那樣不但可能存在引用關(guān)系非常復(fù)雜的情況，也可能存在引用鏈的某一級(jí)上引用了一個(gè)沒有實(shí)現(xiàn)Cloneable接口的第三方對(duì)象的情況。

絕大多數(shù)設(shè)計(jì)模式都是犧牲性能提升開發(fā)效率的，原型模式則是為數(shù)不多的犧牲開發(fā)效率提升性能的設(shè)計(jì)模式。

private User user= new User("大黃",20); public void testNew(){ User user1 = new User("小灰",18); } public void testClone(){ User user2 = user.clone(); }

通過ASM工具查看bytecode，可以看出二者對(duì)棧資源的消耗：

// access flags 0x1 public  testNew()V ……省略…… MAXSTACK  = 4 MAXLOCALS = 2 // access  flags 0x1 public  testClone()V ……省略…… MAXSTACK  = 1 MAXLOCALS = 2

@Override public Object clone() { return new Intent(this); }

最后我們來總結(jié)一下原型模式的核心用途：
1.解決構(gòu)建復(fù)雜對(duì)象的資源消耗問題，提升創(chuàng)建對(duì)象的效率。
2.保護(hù)性拷貝，防止外部對(duì)只讀對(duì)象進(jìn)行需修改。