一、原型模式簡介

1、基礎概念

原型模式屬于對象的建立模式。通過給出一個原型對象來指明所有建立的對象的類型，然後用複制這個原型對象的辦法建立出更多同類型的對象。

2、模式結構

原型模式要求對象實作一個可以“克隆”自身的接口，這樣就可以通過複制一個執行個體對象本身來建立一個新的執行個體。這樣一來，通過原型執行個體建立新的對象，就不再需要關心這個執行個體本身的類型，隻要實作了克隆自身的方法，就可以通過這個方法來擷取新的對象，而無須再去通過new來建立。

3、代碼實作

1)、UML關系圖

Java描述設計模式(05)：原型模式一、原型模式簡介二、Spring架構應用三、深淺拷貝四、優缺點總結五、源代碼位址

2)、核心角色

這種形式涉及到三個角色：

1)、客戶(Client)角色：客戶類提出建立對象的請求。

2)、抽象原型(Prototype)角色：這是一個抽象角色，通常由一個Java接口或Java抽象類實作。此角色給出所有的具體原型類所需的接口。

3)、具體原型（Concrete Prototype）角色：被複制的對象。此角色需要實作抽象的原型角色所要求的接口。

3)、基于JDK源碼實作

/**
 * 基于JDK源碼方式實作原型模式
 */
public class C01_Property {
    public static void main(String[] args) {
        Product product = new Product("機械鍵盤","白色",100.00) ;
        Product product1 = (Product) product.clone();
        Product product2 = (Product) product.clone();
        System.out.println(product1);
        System.out.println(product2);
        System.out.println(product1==product2);  // false
    }
}
class Product implements Cloneable {
    private String name ;
    private String color ;
    private Double price ;
    public Product(String name, String color, Double price) {
        this.name = name;
        this.color = color;
        this.price = price;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Product{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", color='" + color + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
    @Override
    protected Object clone() {
        Product product = null ;
        try{
            product = (Product)super.clone() ;
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return product ;
    }
    // 省略GET和SET方法
}

二、Spring架構應用

1、配置檔案

<!-- 多例Bean -->
<bean id="sheep01" class="com.model.design.spring.node05.property.Sheep" scope="prototype" />
<!-- 單例Bean 預設: scope="singleton" -->
<bean id="sheep02" class="com.model.design.spring.node05.property.Sheep"/>

2、測試代碼塊

@Test
public void test01 (){
    ApplicationContext context01 = new ClassPathXmlApplicationContext(
            "/spring/spring-property.xml");
    // 原型模式
    Sheep sheep1 = (Sheep)context01.getBean("sheep01") ;
    Sheep sheep2 = (Sheep)context01.getBean("sheep01") ;
    System.out.println(sheep1==sheep2); // false
    // 單例模式
    Sheep sheep3 = (Sheep)context01.getBean("sheep02") ;
    Sheep sheep4 = (Sheep)context01.getBean("sheep02") ;
    System.out.println(sheep3==sheep4); // true
}

3、核心源碼

所在類：org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory
所在方法：doGetBean

1)、執行流程

if (mbd.isSingleton()) {
    sharedInstance = this.getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
        public Object getObject() throws BeansException {
            try {
                return AbstractBeanFactory.this.createBean(beanName, mbd, args);
            } catch (BeansException var2) {
                AbstractBeanFactory.this.destroySingleton(beanName);
                throw var2;
            }
        }
    });
    bean = this.getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
} else if (mbd.isPrototype()) {
    var11 = null;
    Object prototypeInstance;
    try {
        this.beforePrototypeCreation(beanName);
        prototypeInstance = this.createBean(beanName, mbd, args);
    } finally {
        this.afterPrototypeCreation(beanName);
    }
    bean = this.getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}

2)、單例多例判斷

是以預設就是單例模式，指定[scope="prototype"]就是原型模式。

public boolean isSingleton() {
    return "singleton".equals(this.scope) || "".equals(this.scope);
}
public boolean isPrototype() {
    return "prototype".equals(this.scope);
}

三、深淺拷貝

1、淺拷貝

1) 資料類型是基本資料類型、String類型的成員變量，淺拷貝直接進行值傳遞，也就是将該屬性值複制一份給新的對象。

2) 資料類型是引用資料類型的成員變量，比如說成員變量是數組、類的對象等，淺拷貝會進行引用傳遞，也就是隻是将該成員變量的引用值（記憶體位址）複制一份給新的對象。實際上兩個對象的成員變量都指向同一個執行個體。修改其中一個對象屬性會影響到另一個對象的屬性。

3) 淺拷貝是使用預設的 clone()方法來實作。

2、深拷貝

1)、概念描述

除了淺拷貝要拷貝的值外，還負責拷貝引用類型的資料。那些引用其他對象的變量将指向被複制過的新對象，而不再是原有的那些被引用的對象，這種對被引用到的對象的複制叫做間接複制。

2)、源代碼實作

序列化實作深度克隆

對象寫到流裡的過程是序列化(Serialization)過程；而把對象從流中讀出來的過程則叫反序列化(Deserialization)過程。應當指出的是，寫到流裡的是對象的一個拷貝，而原對象仍然存在于JVM裡面。

在Java語言裡深度克隆一個對象，常常可以先使對象實作Serializable接口，然後把對象（實際上隻是對象的拷貝）寫到一個流裡（序列化），再從流裡讀回來（反序列化），便可以重建對象。

/**
 * 深拷貝和淺拷貝對比案例
 */
public class C02_DeepClone {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Dog dog = new Dog("Tom") ;
        Dog dog1 = (Dog)dog.clone() ;
        Dog dog2 = (Dog)dog.clone() ;
        // dog1：1639622804;dog2：1639622804
        System.out.println("dog1："+dog1.cat.hashCode()+";dog2："+dog2.cat.hashCode());
        Dog dog3 = (Dog)dog.deepClone() ;
        Dog dog4 = (Dog)dog.deepClone() ;
        // dog3：1937348256;dog4：1641808846
        System.out.println("dog3："+dog3.cat.hashCode()+";dog4："+dog4.cat.hashCode());
    }
}

class Cat implements Serializable {
    public String name ;
    public Cat (String name){
        this.name = name ;
    }
}
class Dog implements Cloneable,Serializable {
    public String name ;
    public Cat cat ;
    public Dog (String name){
        this.name = name ;
        this.cat = new Cat("Kit") ;
    }
    @Override
    protected Object clone() {
        Dog dog = null ;
        try{
            dog = (Dog)super.clone() ;
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return dog ;
    }
    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{
        //将對象寫到流裡面：序列化
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);
        //從流裡面讀出對象：反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return ois.readObject();
    }
}

四、優缺點總結

1、優點總結

原型模式允許在運作時動态改變具體的實作類型。原型模式可以在運作期間，由客戶來注冊符合原型接口的實作類型，也可以動态地改變具體的實作類型，看起來接口沒有任何變化，但其實運作的已經是另外一個類執行個體了。因為克隆一個原型就類似于執行個體化一個類。

2、缺點總結

原型模式最主要的缺點是每一個類都必須配備一個克隆方法。配備克隆方法需要對類的功能進行通盤考慮，這對于全新的類來說不是很難，而對于已經有的類不一定很容易，特别是當一個類引用不支援序列化的間接對象，或者引用含有循環結構的時候。

五、源代碼位址

GitHub位址：知了一笑
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
碼雲位址：知了一笑
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent

Java描述設計模式(05)：原型模式一、原型模式簡介二、Spring架構應用三、深淺拷貝四、優缺點總結五、源代碼位址

一、原型模式簡介

1、基礎概念

2、模式結構

3、代碼實作

二、Spring架構應用

1、配置檔案

2、測試代碼塊

3、核心源碼

三、深淺拷貝

1、淺拷貝

2、深拷貝

四、優缺點總結

1、優點總結

2、缺點總結

五、源代碼位址

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