设计模式(六)——原型模式

1、场景

思考一下：克隆技术是怎样的过程？
JavaScript中的继承是怎样实现的？那里面也有protoType

2、原型模式

通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以通过使用原型模式。
就是java中的克隆技术，以某个对象为原型，复制出新的对象。显然，新的对象具备原型对象的特点。
优势有：效率高（直接克隆，避免了重新执行构造过程的步骤）
克隆类似于new，但是不同于new。new创建新的对象属性采用的是默认值。克隆出来的对象的属性值完全和原型对象相同。并且克隆出来的新对象改变不会影响原型对象。然后再修改克隆对象的值。

3、原型模式的实现

Cloneable接口和clone方法
Prototype模式中实现起来最困难的地方就是内存复制操作，所幸在java中提供了clone( )方法替我们做绝大部分的事情。

注意：克隆和拷贝是一个意思

4、实例

浅克隆

原型

public class Sheep implements Cloneable {
    private String sname;
    private Date birthday;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //直接调用Object对象的clone方法
        Object object =  super.clone();
        return object;
    }

    public Sheep(String sname, Date birthday) {
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getSname() {
        return sname;
    }

    public void setSname(String sname) {
        this.sname = sname;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
}

克隆

* 测试原型模式（浅克隆）
 */
public class User {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Date date = new Date(1241125345L);
        Sheep s1 = new Sheep("多利妈",date);
        System.out.println(s1+","+s1.getSname()+","+s1.getBirthday());
        Sheep s2 = (Sheep) s1.clone();
        System.out.println(s2+","+s2.getSname()+","+s2.getBirthday());

    }

}

浅克隆：当date对象被s1改变之后，s2获取到的值也是被改变过的

深克隆：当date被s1改变后，对后续的克隆并不产生影响。

* 克隆羊，要克隆必须实现Cloneable,深克隆
 */
public class Sheep2 implements Cloneable {
    private String sname;
    private Date birthday;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //直接调用Object对象的clone方法
        Object object =  super.clone();

        //添加如下代码实现深复制
        Sheep2 sheep = (Sheep2) object;
        sheep.birthday = (Date) this.birthday.clone();//把属性也进行克隆
        return object;
    }

    public Sheep2(String sname, Date birthday) {
        this.sname = sname;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getSname() {
        return sname;
    }

    public void setSname(String sname) {
        this.sname = sname;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
}

 * 测试原型模式（深克隆）
 */
public class User2 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Date date = new Date(1241125345L);
        Sheep2 s1 = new Sheep2("多利妈",date);
        System.out.println(s1+","+s1.getSname()+","+s1.getBirthday());
        s1.setBirthday(new Date(29237419L));
        Sheep2 s2 = (Sheep2) s1.clone();
        System.out.println(s2+","+s2.getSname()+","+s2.getBirthday());

    }

}

5、利用序列化和反序列化技术实现深克隆

*
 * 测试原型模式（深克隆，利用序列化和反序列化的方式实现深克隆）
 */
public class User3 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, IOException, ClassNotFoundException {
        Date date = new Date(1241125345L);
        Sheep s1 = new Sheep("多利妈",date);

        System.out.println(s1+","+s1.getSname()+","+s1.getBirthday());
        //Sheep2 s2 = (Sheep2) s1.clone();
        //使用序列化和反序列化实现深复制
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);

        oos.writeObject(s1);//写s1这个对象到bos
        byte[] bytes = bos.toByteArray();

        //反序列化
        ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputStream);

        Sheep s2 = (Sheep) ois.readObject();//克隆好的新羊

        s1.setBirthday(new Date(29237419L));
        System.out.println(s1+","+s1.getSname()+","+s1.getBirthday());
        System.out.println(s2+","+s2.getSname()+","+s2.getBirthday());

    }

}

6、短时间大量创建对象时，原型模式和普通new方式的效率比较

class Loptop implements Cloneable{
    public Loptop() {
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public class User4 {
    public static void testNew(int size){
        Long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            Loptop loptop = new Loptop();
        }
        Long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end-start);
    }

    public static void testClone(int size) throws CloneNotSupportedException {
        Long start = System.currentTimeMillis();
        Loptop loptop = new Loptop();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            loptop = (Loptop) loptop.clone();
        }
        Long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end-start);
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        testNew(1000);
        testClone(1000);
    }
}

结果比较：

7、开发场景中的应用

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。

Spring中的bean的创建实际就是两种：单例模式和原型模式（当然，原型模式需要和工厂模式搭配起来）

设计模式(六)——原型模式

1、场景

2、原型模式

3、原型模式的实现

4、实例

5、利用序列化和反序列化技术实现深克隆

6、短时间大量创建对象时，原型模式和普通new方式的效率比较

7、开发场景中的应用

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