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。
这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，以此来减少数据库调用。
原型模式中有三个登场角色：
原型角色：定义用于复制现有实例来生成新实例的方法；
具体原型角色：实现用于复制现有实例来生成新实例的方法
使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例。
介绍
意图：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。
如何解决：利用已有的一个原型对象，快速地生成和原型对象一样的实例。
关键代码： 1、实现克隆操作，在 JAVA 继承 Cloneable，重写 clone()，在 .NET 中可以使用 Object 类的 MemberwiseClone() 方法来实现对象的浅拷贝或通过序列化的方式来实现深拷贝。 2、原型模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型（易变类）之间的耦合关系，它同样要求这些"易变类"拥有稳定的接口。
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
实现
我们将创建一个抽象类 Shape 和扩展了 Shape 类的实体类。下一步是定义类 ShapeCache，该类把 shape 对象存储在一个 Hashtable 中，并在请求的时候返回它们的克隆。
PrototypePatternDemo，我们的演示类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。
第一步、创建原型角色，实现了 Cloneable 接口
package prototype.demo;
/**
* 原形角色抽象类并实现了Cloneable接口
*/
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
public String getType(){
return type;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
/**
* 定义复制现有实例来生成新实例的方法
* @return
*/
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}第二步、具体原型角色
package prototype.demo;
/**
* 具体原型角色
*/
public class Circle extends Shape {
public Circle(){
type = "Circle";
}
}package prototype.demo;
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle(){
type = "Rectangle";
}
}package prototype.demo;
public class Square extends Shape {
public Square(){
type = "Square";
}
}第三步、创建使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例。
package prototype.demo;
import java.util.Hashtable;
/**
* 使用者角色：维护一个注册表，并提供一个找出正确实例原型的方法。
* 最后，提供一个获取新实例的方法，用来委托复制实例的方法生成新实例
*/
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable();
/**
* 提供一个获取新实例的方法
* @param shapeId
* @return
*/
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);//提供一个找出正确实例原型的方法
return (Shape) cachedShape.clone(); //委托复制实例的方法生成新实例。
}
// 对每种形状都运行数据库查询，并创建该形状
// shapeMap.put(shapeKey, shape);
// 例如，我们要添加三种形状
public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(),circle);
Square square = new Square();
square.setId("2");
shapeMap.put(square.getId(),square);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setId("3");
shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
}
}下面开始测试
package prototype.demo;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ShapeCache.loadCache();
Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());
Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());
Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3");
System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());
}
}
Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle