再说设计模式-原型模式

定义

原型模式（Prototype Pattern）的简单程度仅次于单例模式和迭代器模式。正是由于简单，使用场景才非常多，其定义如下:

Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance, and create new objects by copying this prototype.
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。

原型模型的核心是一个clone方法，通过该方法进行对象的拷贝，Java提供了一个Cloneable接口来标示这个对象是可拷贝的。

JDK中，Cloneable是一个方法都没有的，这个接口只是一个标记作用，在JVM中具有这个标记的对象才有可能被拷贝。

原型模式的通用类图：

原型模式的通用类图

原型模式的通用代码

public class PrototypeClass implements Cloneable {
  // 覆写父类Object方法
  @Override
  public PrototypeClass clone() {
    PrototypeClass prototypeClass = null;
    try {
      prototypeClass = (PrototypeClass)super.clone();
    } catch (Exception e) {
      // 异常处理
    }
  }
}

应用

原型模型的优点

• 性能优良
  原型模型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
• 逃避构造函数的约束
  这既是它的优点也是缺点，直接在内存中拷贝，构造函数是不会执行的。优点就是减少了约束，缺点也是减少了约束，需要大家在实际应用时考虑。

原型模式的使用场景

• 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。

原型模式的注意事项

原型模式虽然简单，但是在Java中使用原型模式也就是clone方法还有一些注意事项的。

• 构造函数不会被执行
  我们以实例说明：

public class SomeThing implements Cloneable {

    public SomeThing() {
        System.out.print("构造函数被执行了~~~");
    }

    @Override
    protected SomeThing clone() {
        SomeThing thing = null;
        try {
            thing = (SomeThing) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return thing;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 产生一个对象
        SomeThing thing = new SomeThing();
        // 拷贝一个对象
        SomeThing cloneThing = thing.clone();
    }
}

执行结果为：

构造函数被执行了~~~

• 浅拷贝和深拷贝
  Object类提供的方法clone只是拷贝本对象，其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝，还是指向原生对象的内部元素地址，这种拷贝就叫做浅拷贝。
  使用原型模型时，引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝：
  一、类的成员变量，而不是方法内变量；
  二、必须是一个不可变的引用对象，而不是一个原始类型或不可变对象。