1 介绍
原型模式属于对象的创建模式。通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型，然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。这就是原型模式的用意。
1.1 什么是原型模式
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。
1.2 解决了什么问题
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，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
2 原理
- 涉及到三个角色：
- 客户(Client)角色：客户类提出创建对象的请求。
- 抽象原型(Prototype)角色：这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
- 具体原型（Concrete Prototype）角色：被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。
2.1 uml图
通用类图
2.2 代码示例
Prototype代码示例
public interface Prototype{
/**
* 克隆自身的方法
* @return 一个从自身克隆出来的对象
*/
public Object clone();
}
ConcretePrototype代码示例
public class ConcretePrototype1 implements Prototype {
public Prototype clone(){
//最简单的克隆，新建一个自身对象，由于没有属性就不再复制值了
Prototype prototype = new ConcretePrototype1();
return prototype;
}
}
public class ConcretePrototype2 implements Prototype {
public Prototype clone(){
//最简单的克隆，新建一个自身对象，由于没有属性就不再复制值了
Prototype prototype = new ConcretePrototype2();
return prototype;
}
}
调用示例
public class Client {
/**
* 持有需要使用的原型接口对象
*/
private Prototype prototype;
/**
* 构造方法，传入需要使用的原型接口对象
*/
public Client(Prototype prototype){
this.prototype = prototype;
}
public void operation(Prototype example){
//需要创建原型接口的对象
Prototype copyPrototype = prototype.clone();
}
}
2.3 优缺点
-
优点
- 性能优良。原型模式是在内存二进制流的拷贝，要比直接new一个对象性能好很多，特别是要在一个循环体内产生大量的对象时，原型模式可以更好地体现其优点。
-
缺点
每一个类都必须配备一个克隆方法。配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类来说不是很难，而对于已经有的类不一定很容易，特别是当一个类引用不支持序列化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候。
3 适用场景
- 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。
5 总结
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融为一体，大家可以随手拿来使用。
参考书籍及文章
1.《Java与模式》，电子工业出版社，阎宏
- 《大话设计模式》，清华大学出版社，程杰
- 《设计模式——可复用面向对象软件的基础》，机械工业出版社，Erich Gamma，Richard Helm，Ralph Johnson，John Vlissides
- 《设计模式之禅》，https://www.kancloud.cn/sstd521/design/193546
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