原型模式——java设计模式（六）

简介

原型模式(Prototype Pattern)：使用原型实例指定待创建对象的类型，并通过复制这个原型来创建新的对象。

• 当需要使用相同或者相似对象时，将原型类自身作为工厂，复制新的对象。

结构和实现

• 角色包括：
  
  • 抽象原型类：声明克隆方法的接口，可以使抽象类、接口、具体类。java中通常为Object类。
  • 具体原型类：实现克隆方法，返回自身的克隆对象。
• 原型模式结构。
  
• 实现的clone方法分为浅克隆和深克隆，区别在于是否复制引用类型的成员变量。

浅克隆

• 实现Cloneable接口，重写clone方法，调用父类的clone方法。

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

深克隆

• 实现 Cloneable, Serializable 接口，重写clone方法，序列化对象之后反序列化。
  
  • 可以使用输入输出流，也可以使用json字符串。
  • 成员对象如果是引用类型，也需要实现Serializable接口。

    @Override
    protected Prototype clone() throws CloneNotSupportedException {
        Prototype prototype = null;
        try {
            //序列化
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
            oos.writeObject(this);

            //反序列化
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
            prototype = (Prototype) ois.readObject();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭流
        }
        return prototype;
    }

实例

• 每周的周报大同小异，需要快速复制周报以供修改，包括周报中的附件。
• 工作周报创建结构。
  

原型管理器

• 将多个原型对象存储在一个集合中，需要对应对象时，克隆出对象。
  

优缺点和适用范围

• 优点：
  
  • 提高创建对象的效率。特别是对象创建过程较为复杂的时候。
  • 扩展性好。客户端可以针对抽象原型类编程。
  • 简化创建结构。无须工厂类，通过自身的克隆方法实现。
  • 可以保存对象状态。深克隆，可辅助实现撤回操作。
• 缺点：
  
  • 克隆方法需要修改源码。改造已有的类或者修改克隆方法违背开闭原则。
  • 深克隆要求嵌套对象支持深克隆。对象的引用类型成员变量也需要支持深克隆。
• 适用环境：
  
  • 创建对象成本较大，操作复杂。
  • 系统需要保存对象的状态。

jdk中的应用

• 所有类均继承Object这一父类，浅克隆实现Cloneable接口，深克隆实现 Cloneable, Serializable 接口。