原型模式结构图(原型模式例子)

导语：架构模式----原型模式

原型模式（Prototype Pattern）是指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，属于创建型模式。

原型模式的核心在于拷贝原型对象。以系统中已存在的一个对象为原型，直接基于内存二进制流进行拷贝，无需再经历耗时的对象初始化过程（不调用构造函数），性能提升许多。当对象的构建过程比较耗时时，可以利用当前系统中已存在的对象作为原型，对其进行克隆（一般是基于二进制流的复制）。躲避初始化过程，使得新对象的创建时间大大减少。

原型模式主要包含三个角色：

客户（client）:客户类提出创建对象的请求

抽象原型（prototype）:规定拷贝接口

具体原型（concrete prototype）：被拷贝的对象

注：对不通过new关键字，而是通过对象拷贝来实现创建对象的模式就称作原型模式

对于以上代码，纯属体力工作。以上这个代码就是原型模式的需求场景；那原型模式，能帮助我们解决这样的问题；

原型模式主要适用于一下场景：

1、类初始化消耗资源较多。

2、new产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据准备、访问权限等）

3、构造函数比较复杂。

4、循环体中生产大量对象时。

在spring中，原型模式应用的非常广泛。例如 scope=&34; ,在我们经常用的JSON.parseObject()也是一种原型模式。

原型模式的通用写法

一个标准的原型模式代码，应该是这样设计的。先创建原型IPrototype接口：

创建具体需要克隆的对象 ConcretePrototype

测试代码：

运行结果：

原型模式就是这么简单，在这个简单的场景之下，看上去操作好像复杂了。但如果有几百个属性需要复制，我们就可以一劳永逸。但是，上面的复制过程是我们自己完成的，在实际编码中，我们一般不会浪费这样的体力劳动，JDK已经帮我们实现了一个现成的API，我们只需要实现Cloneable接口即可。修改ConcretePrototype类：

重新运行，也会是同样的结果。有了JDK的支持再多的属性复制我们也能轻而易举的搞定。下面新增一个个人爱好的属性hobbies:

修改测试代码：

运行结果：

我们给复制后的克隆对象新增了一项爱好，发现原型对象也发生了变化，这显然不是我们想要的结果。因为我们希望克隆出来的对象应该和原型对象时两个独立的对象，不应该再有关系。从测试结果来看，hobbies公用了一个内存地址，意味着复制的不是值，而是引用的地址。这样的话如果我们修改任意一个对象的属性值，两个对象的hobbies值都会改变。这就是我们常常说的额浅克隆。知识完整复制了值类型的数据，没有赋值引用对象。换言之，所有的引用对象仍然指向原来的对象，显然不是我们想要的结果。下面我们来看深度克隆代码改造。

使用序列化实现深度克隆

在上面的基础上，我们增加一个deepClone()方法：

修改测试代码：

运行程序，得到了我们想要的结果：

克隆破坏单例模式

如果我们克隆的目标对象时单例对象，那意味着，深克隆就会破坏单例。实际上防止克隆破坏单例解决思路非常简单，禁止深度克隆即可。要么单例类不实现Cloneable接口；要么我们重写clone()方法，在clone()方法中返回单例对象即可。

原型模式的优缺点：

优点：

1、性能优良，java自带的原型模式是基于内存二进制流的拷贝，比直接new一个对象性能上提升了许多。

2、可以使用深克隆方式保存对象的状态，使用原型模式将对象复制一份并将其状态保存起来，简化了创建对象的过程；

缺点：

1、需要为每一个类配置一个克隆方法。

2、克隆方法位于类的内部，当对已有类进行改造的时候，需要修改代码，违反了开闭原则。

3、在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码，而且当对象之间存在许多嵌套引用时，为了实现深克隆，每一层对象对应的类都必须支持深克隆，实现起来比较麻烦。

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