简介
创建重复的对象，同时又能保证性能。
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，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
概念
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。
主要解决
接口选择的问题。
何时使用
明确地计划不同条件下创建不同实例时。
如何解决
让其子类实现工厂接口，返回的也是一个抽象的产品。
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。
应用实例
1.细胞分裂。
2.JAVA 中的 Object clone() 方法。
3.发邮件，发短信
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。
3.逃避构造函数的约束。
使用场景
- 资源优化场景。
- 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
- 性能和安全要求的场景。
- 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，则可以使用原型模式。
- 一个对象多个修改者的场景。
- 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
- 在实际项目中，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。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。
注意事项
与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable，重写，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。
最佳实现（摘自设计模式之禅-原型模式通用源码部分）
类图：
具体实现（结合工厂方法模式）
1）我们将创建一个抽象类 Shape 和扩展了 Shape 类的实体类。
2）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。
3）PrototypPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。
步骤 1
创建一个实现了 Clonable 接口的抽象类。
Shape.java
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getType(){
return type;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
步骤 2
创建扩展了上面抽象类的实体类。
Rectangle.java
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle(){
type = "Rectangle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
}
}
Square.java
public class Square extends Shape {
public Square(){
type = "Square";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Square::draw() method.");
}}
Circle.java
public class Circle extends Shape {
public Circle(){
type = "Circle";
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
}
}
步骤 3
创建一个类，从数据库获取实体类，并把它们存储在一个 Hashtable 中。
ShapeCache.java
import java.util.Hashtable;
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap
= new Hashtable<String, Shape>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape) cachedShape.clone();
}
// 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);
}
}
步骤 4
PrototypePatternDemo 使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。
PrototypePatternDemo.java
public class PrototypePatternDemo {
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());
}
}
步骤 5
验证输出。
Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle
最佳实践
工厂模式结合原型模式。
总结
1，考虑深拷贝和浅拷贝问题
2，拷贝时构造函数不会执行（Object类clone原理是从堆内存中以二进制流方式拷贝，重新分配内存块，构造函数不会被执行）
3，主要优化性能
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