2021-05-05 14:44  阅读(15901)
文章分类:Java 提高篇 文章标签:JavaJava 提高篇
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我们知道在Java中存在这个接口Cloneable,实现该接口的类都会具备被拷贝的能力,同时拷贝是在内存中进行,在性能方面比我们直接通过new生成对象来的快,特别是在大对象的生成上,使得性能的提升非常明显。然而我们知道拷贝分为深拷贝和浅拷贝之分,但是浅拷贝存在对象属性拷贝不彻底问题。关于深拷贝、浅拷贝的请参考这里:渐析java的浅拷贝和深拷贝

## 一、浅拷贝问题

我们先看如下代码:

     public class Person implements Cloneable{
         /** 姓名 **/
         private String name;
    
         /** 电子邮件 **/
         private Email email;
    
         public String getName() {
             return name;
         }
    
         public void setName(String name) {
             this.name = name;
         }
    
         public Email getEmail() {
             return email;
         }
    
         public void setEmail(Email email) {
             this.email = email;
         }
    
         public Person(String name,Email email){
             this.name  = name;
             this.email = email;
         }
    
         public Person(String name){
             this.name = name;
         }
    
         protected Person clone() {
             Person person = null;
             try {
                 person = (Person) super.clone();
             } catch (CloneNotSupportedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
    
             return person;
         }
     }
    
     public class Client {
         public static void main(String[] args) {
             //写封邮件
             Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");
    
             Person person1 =  new Person("张三",email);
    
             Person person2 =  person1.clone();
             person2.setName("李四");
             Person person3 =  person1.clone();
             person3.setName("王五");
    
             System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());
             System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());
             System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());
         }
     }
     --------------------
     Output:
     张三的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
     李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
     王五的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
    

在该应用程序中,首先定义一封邮件,然后将该邮件发给张三、李四、王五三个人,由于他们是使用相同的邮件,并且仅有名字不同,所以使用张三该对象类拷贝李四、王五对象然后更改下名字即可。程序一直到这里都没有错,但是如果我们需要张三提前30分钟到,即把邮件的内容修改下:

     public class Client {
         public static void main(String[] args) {
             //写封邮件
             Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");
    
             Person person1 =  new Person("张三",email);
    
             Person person2 =  person1.clone();
             person2.setName("李四");
             Person person3 =  person1.clone();
             person3.setName("王五");
    
             person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");
    
             System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());
             System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());
             System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());
         }
     }
    

在这里同样是使用张三该对象实现对李四、王五拷贝,最后将张三的邮件内容改变为:请与今天12:00到二会议室参加会议...。但是结果是:

    张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
    李四的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
    王五的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
    

这里我们就疑惑了为什么李四和王五的邮件内容也发送了改变呢?让他们提前30分钟到人家会有意见的!

其实出现问题的关键就在于clone()方法上,我们知道该clone()方法是使用Object类的clone()方法,但是该方法存在一个缺陷,它并不会将对象的所有属性全部拷贝过来,而是有选择性的拷贝,基本规则如下:

  • 1、 基本类型:如果变量是基本很类型,则拷贝其值,比如int、float等。
  • 2、 对象:如果变量是一个实例对象,则拷贝其地址引用,也就是说此时新对象与原来对象是公用该实例变量。
  • 3、 String字符串:若变量为String字符串,则拷贝其地址引用。但是在修改时,它会从字符串池中重新生成一个新的字符串,原有紫都城对象保持不变。

基于上面上面的规则,我们很容易发现问题的所在,他们三者公用一个对象,张三修改了该邮件内容,则李四和王五也会修改,所以才会出现上面的情况。对于这种情况我们还是可以解决的,只需要在clone()方法里面新建一个对象,然后张三引用该对象即可:

     protected Person clone() {
             Person person = null;
             try {
                 person = (Person) super.clone();
                 person.setEmail(new Email(person.getEmail().getObject(),person.getEmail().getContent()));
             } catch (CloneNotSupportedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
    
             return person;
         }
    

所以:浅拷贝只是Java提供的一种简单的拷贝机制,不便于直接使用。

对于上面的解决方案还是存在一个问题,若我们系统中存在大量的对象是通过拷贝生成的,如果我们每一个类都写一个clone()方法,并将还需要进行深拷贝,新建大量的对象,这个工程是非常大的,这里我们可以利用序列化来实现对象的拷贝。

## 二、利用序列化实现对象的拷贝

如何利用序列化来完成对象的拷贝呢?在内存中通过字节流的拷贝是比较容易实现的。把母对象写入到一个字节流中,再从字节流中将其读出来,这样就可以创建一个新的对象了,并且该新对象与母对象之间并不存在引用共享的问题,真正实现对象的深拷贝。

     public class CloneUtils {
         @SuppressWarnings("unchecked")
         public static <T extends Serializable T clone(T obj){
             T cloneObj = null;
             try {
                 //写入字节流
                 ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
                 ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);
                 obs.writeObject(obj);
                 obs.close();
    
                 //分配内存,写入原始对象,生成新对象
                 ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
                 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);
                 //返回生成的新对象
                 cloneObj = (T) ois.readObject();
                 ois.close();
             } catch (Exception e) {
                 e.printStackTrace();
             }
             return cloneObj;
         }
     }
    

使用该工具类的对象必须要实现Serializable接口,否则是没有办法实现克隆的。

     public class Person implements Serializable{
         private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;
    
         ..................
         //去除clone()方法
    
     }
    
     public class Email implements Serializable{
         private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;
    
         ....................
     }
    

所以使用该工具类的对象只要实现Serializable接口就可实现对象的克隆,无须继承Cloneable接口实现clone()方法。

     public class Client {
         public static void main(String[] args) {
             //写封邮件
             Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");
    
             Person person1 =  new Person("张三",email);
    
             Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);
             person2.setName("李四");
             Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);
             person3.setName("王五");
             person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");
    
             System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());
             System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());
             System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());
         }
     }
     -------------------
     Output:
     张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
     李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
     王五的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
    

巩固基础,提高技术,不惧困难,攀登高峰!!!!!!

参考文献《编写高质量代码 改善Java程序的151个建议》----秦小波

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