什么是原型模式
听说过克隆技术吧？再通俗点，就是复制。
原型模式就是代码里面的克隆技术，把一个已经实例化的对象当作原型，克隆出一个跟它相同的对象。
可以采用new方式构造一个新对象，再把原型对象的内部状态拷贝过来，达到复制原型对象的目的，但是这就涉及关心到了原型内部，没有克隆模式来的简单直接。
原型模式的实现思路
从是否具备克隆能力的角度看，有两种实现思路：
- 原型自身具备克隆能力，就像孙悟空，拔根猴毛就能变出一个分身
- 原型自身不具备克隆能力，就像克隆羊多利，是生物学家掌握克隆技术，从母体身上克隆出来的
从Java代码实现角度看，有三种实现方案：
- 利用
Object类提供的clone方法实现，有浅克隆、深克隆两种模式 - 利用对象序列化机制实现，只有深克隆模式
- 还有一种方法就当发散思维了，那就是直接
new新对象，再将原型模式属性都复制过来（实际不这么干，也不推荐）
clone()
因为Object类里面提供有clone方法，而Object类又是所有类的隐形基类，所以，通过继承的途径，每个对象就天然拥有自己克隆自己的潜力。
但是这个clone()只能做到浅克隆模式，要做到深克隆还需要自己动手多做点事情。
序列化
序列化就是把内存中的对象信息存储起来，需要的时候，再通过反序列化将储存信息转化成内存中的对象信息。
这句话有两个要点：
- 序列化是转换内存对象信息的过程，不包括对象的内存地址信息
- 反序列化是根据对象信息重建内存对象的过程
因此，这种方法只能实现深克隆模式，不能实现浅克隆模式。
原型模式的实现代码
浅克隆
浅克隆的意思是：克隆出来的对象，所有“基本类型变量值”和“引用类型变量值”都和原型对象一样。
也就是说，如果原型对象中有一个属性指向对象A，那么克隆对象相同的属性也指向对象A。
浅克隆只复制原型对象、以及原型对象属性的基本类型值和引用值，不会复制内部属性引用的其它对象。
代码实现分两步走：
- 原型类实现
java.lang.Cloneable接口，这是一个空的标记接口，并无实际作用，只是遵循Java的编程规范，表明这类对象可以克隆。 - 原型类重写
Object类中的clone方法，并将其访问修饰符变更为public，重写逻辑里面需要调用Object的clone方法，也就是super.clone()。
代码实现：
public class Teacher {
}
// 原型
public class Student implements Cloneable {
private Teacher teacher;
public Student(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
@Override
public Student clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Student) super.clone();
}
}
// 测试
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Student student = new Student(new Teacher());// 原型对象
Student clone = student.clone();// 克隆对象
System.out.println(student.getTeacher() == clone.getTeacher());// true
}
深克隆
深克隆的意思是：克隆出来的对象，所有“基本类型变量值”和原型对象相同，“引用类型变量值”和原型对象不同。
也就是说，如果原型对象中有一个属性指向对象A，那么，对象A也要被克隆，最后，克隆对象相同的属性不是指向A对象，而是指向新对象A'。
深克隆不仅复制原型对象，还会复制原型对象内部属性的引用对象，克隆的特别透彻。
实现深克隆，就在浅克隆基础上多做一点事情：手动把原型所有的引用属性再克隆一次。
前面说了，深克隆有两种方法：clone ()、序列化。
第一种clone()，代码实现：
public class Teacher implements Cloneable {
@Override
protected Teacher clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Teacher) super.clone();
}
}
// 原型
public class Student implements Cloneable {
private Teacher teacher;
public Student(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
@Override
public Student clone() throws CloneNotSupportedException {
Student clone = (Student) super.clone();
clone.teacher = teacher.clone(); // 手动赋值，深克隆需要自己编码多做事情
return clone;
}
}
// 测试
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Student student = new Student(new Teacher());// 原型对象
Student clone = student.clone();// 克隆对象
System.out.println(student.getTeacher() == clone.getTeacher());// false
}
第二种序列化，需要注意一点，通过这种方式进行的深克隆，相关类都需要实现java.io.Serializable接口，这是Java序列化机制要求的。代码实现：
public class Teacher implements Serializable {
}
// 原型
public class Student implements Serializable {
private Teacher teacher;
public Student(Teacher teacher) {
this.teacher = teacher;
}
public Teacher getTeacher() {
return teacher;
}
// 因为没有利用Object的clone方法，所以，最好也别重写clone方法，新定义一个方法比较好
public Student deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
//将对象写到流里
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
//从流里读回来
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Student) ois.readObject();
}
}
// 测试
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Student student = new Student(new Teacher());
Student clone = student.deepClone();
System.out.println(student.getTeacher() == clone.getTeacher());
}
原型模式的优缺点
优点
一旦构建好原型模式的克隆逻辑，就可以很方便的得到一个和原型一摸一样的对象，不需要关心原型的内部信息。
缺点
需要理解浅克隆和深克隆的含义，不能在这上面犯错。
克隆逻辑往往具有全局影响力，设计的时候需要全盘考量，对原来的克隆逻辑进行改动更是要慎之又慎！
当对象引用属性包含着循环结构的时候，特别容易出问题！
采用序列化机制的时候，还要考虑对象引用属性是否都能继承Serializable接口，如果属性对象是第三方jar包里的，很可能就会出现不支持序列化的问题，要慎重！