参考

• 《设计模式：可复用面向对象软件的基础 》3.4 prototype 原型--对象创建型模式
• 《Android源码设计模式解析与实战》第4章 使程序运行更高效 原型模式

意图

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

使用场景

• 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，通过原型拷贝避免这些消耗。
• 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备和访问权限，这时可以使用原型模式。
• 一个对象需要提供给其它调用者访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑用原型模式拷贝多个对象共调用者使用，即保护性拷贝。
• 注意，通过实现cloneAble接口的原型模式在调用colone()方法构造实例是并不一定比new操作速度快，只有当通过new构造对象较为耗时或者成本较高时，通过clone()方法才能够获得效率上的提高。所以，在使用cloneAble时需要考虑构造对象的成本以及做一些效率上的测试。

结构

• Client : 客户，使用者
• protocolType： 抽象类或者接口，声明具有clone能力
• ConcretePrototype: 具体的原型实现类。

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例子1 文档拷贝

描述

在一个文档编辑器上，我们通常都会在里面做一些文档编辑，有一个必须的需求就是编辑后的文档是否被采用是不确定的，所以用户正在编辑时，应该是在编辑文档对象的拷贝出的副本，只有这样，暂时性的修改才不会影响到实际文档的安全性。

public class WordDocument implements Cloneable {
   //文本
   private String mText;
   //图片文件名
   private ArrayList<String> mImages=new ArrayList<>();
   
   public WordDocument(){
       System.out.println("-----------WordDocument构造数据------------");
   }
   
   /**
    * 克隆对象方法
    */
   @Override
   protected WordDocument clone() {
       WordDocument document;
       try {
           document = (WordDocument) super.clone();
           document.mText=this.mText;
           document.mImages=this.mImages;
           return document;
       } catch (CloneNotSupportedException e) {
           e.printStackTrace();
       }
       return null;
   }
   
   public String getText(){
       return this.mText;
   }
   public void setText(String mText) {
       this.mText=mText;
   }

   public void  addImage(String img) {
       this.mImages.add(img);
   }
   
   public void showDocument() {
       System.out.println("Text :\t"+mText+"Images :\t"+mImages.toString());
   }
}

Client使用

    public static void main(String[] args) {
        WordDocument wordDocument=new WordDocument();
        wordDocument.setText("这是一篇文档！");
        wordDocument.addImage("图片一");
        wordDocument.addImage("图片二");
        wordDocument.addImage("图片三");
        wordDocument.addImage("图片四");
        wordDocument.showDocument();
        //以原始文档为原型，拷贝一份副本
        WordDocument wordDocument_clone=wordDocument.clone();
        wordDocument_clone.showDocument();
        //修改文档副本，不会影响原始文档
        wordDocument_clone.setText("这是修改过的Doc2文本");
        wordDocument_clone.showDocument();
        
        wordDocument.showDocument();
    }

结果

-----------WordDocument构造数据------------
Text :  这是一篇文档！Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text :  这是一篇文档！Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text :  这是修改过的Doc2文本Images :    [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]
Text :  这是一篇文档！Images : [图片一, 图片二, 图片三, 图片四]

可得wordDocument_clone是通过wordDocment.clone()创建的，并且wordDocument_clone第一次输出的时候和wordDocment输出是一样的，通过clone对象时并不会执行构造函数！

浅拷贝与深拷贝

例子1原型模式的实现是一个浅拷贝，也叫影子拷贝，这份拷贝实际上并不是将原始对象的所有字段都重新构造了一遍，而是副本的字段引用了原始对象的字段，所以原始字段内容发生改变，而副本在还引用着它的情况下也会跟着改变，当然副本修改字段的内容，原始对象也会跟着改变。

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解决这个问题的方案就是采用深拷贝，即在拷贝对象时，对于引用类型的字段也要采用拷贝的形，而不是单纯引用的形式。

clone方法修改如下：

@Override
    protected WordDocument clone() {
        WordDocument document;
        try {
            document = (WordDocument) super.clone();
            document.mText=this.mText;
            // 对于images对象也要采用clone(),实现深拷贝
            document.mImages=(ArrayList<String>)this.mImages.clone();
            return document;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

例子2 Intent的clone()实现

后更

例子3 保证客户端的用户信息数据实体的安全性

通常客户端的用户信息，比如取名为userInfo，比如登录session,用户名等等，这些重要信息是不能被普通的业务模块更改的,只能通过唯一的一个地方更改。但是平时开发中，通常很多业务模块都会用到userInfo,还是无法保证开发人员会遵守这一规定，难免某个奇葩开发人员突发奇想直接就调 userInfo . name = xxxx,更改用户信息，那就不好了

所以可以通过原型模式来解决这一问题，就是拿给每个业务模块的userInfo都是原始userInfo深拷贝产出的副本，无论业务模块怎么修改userInfo，都不会影响原始userInfo.

优点

原型模式是在内存中二进制的拷贝，要比直接new一个对象性能好得多，特别是要在一个循环体产生大量的对象时

缺点

不会执行构造函数，少了约束，既是优点也是缺点。

我记得有过面试题问过不用执行构造函数，也能构造出对象吗？对，克隆就可以，原型模式就可以