Java中的深克隆和浅克隆

Posted 2021-01-31 烟草的香味

为什么要克隆

首先思考一个问题, 为什么需要克隆对象? 直接new一个对象不行吗?

克隆的对象可能包含一些已经修改过的属性, 而new出来的对象的属性都还是初始化时候的值, 所以当需要一个新的对象来保存当前对象的"状态"时就要靠克隆了.

当然, 把对象的属性一个一个的赋值给新new的对象也是可以的, 但是这样一来麻烦不说, 二来, 我们通过源码查看 Object的clone方法是一个native方法(native方法是非Java语言实现的代码, 供Java程序调用, 要想访问比较底层的与操作系统相关的就没办法了, 只能由靠近操作系统的语言来实现), 就是快啊, 实在更底层实现的.

我们常见的 Object a = new Object(); Object b; b = a; 这种形式的代码复制的是引用, 即对象在内存中的地址, a和b指向了同一个对象. 而通过clone方法赋值的对象跟原来的对象是同时独立存在的.

概念

浅克隆:

被克隆的对象里的所有变量值都与原来的对象相同, 而所有对其他对象的引用仍然指向原来的对象. 简单说, 浅克隆仅克隆当前对象, 而不克隆当前对象所引用的对象.

深克隆:

被克隆的对象里的所有变量值都与原来的对象相同, 那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象, 而不再是原来被引用的对象. 简单说, 深克隆不仅克隆了当前对象, 还把当前对象所引用的对象都复制了一遍.

Object中的clone

Object类中的clone()方法属于浅克隆. 它的工作原理如下: 在内存中先开辟一块和原始对象相同的空间, 然后复制原始对象的内容. 对于基本数据类型, 这样操作当然没问题, 但对于引用类型, 由于保存的仅仅是对象的引用, 克隆过去的引用所指向的是同一个对象.

Java中实现浅克隆

java中实现clone要实现 Cloneable 接口, 该接口十分简单, 源码如下:

 

仅仅起到一个标识的作用.

下面是一个实现浅克隆的例子:

 

可以看到, 对象确实不是原来的对象了, 但是其中的引用对象却还是原来的对象.

浅克隆对于引用对象仅拷贝引用.

如果一个对象只包含原始数据或者不可变对象域(如: String), 推荐使用浅克隆.

Java中实现深克隆

将类中的所有引用类型都进行clone, 并重写对象clone()方法, 对所有引用类型进行clone.

代码如下:

 

将所有引用类型都进行clone, 实现了深克隆.

Java序列化克隆

如果引用类型中海包括引用类型, 要实现多层克隆会很麻烦, 这使用可以使用序列化和反序列化的方式实现对象的深克隆.

把对象写到字节流中的过程是序列化的过程, 而把对象从字节流中读出来的过程是反序列化的过程. 由于Java序列化的过程中, 写在流中的是对象的一个拷贝, 而原对象仍然在JVM中, 所以可以利用这个原理来实现对对象的深克隆.

上面代码使用序列化实现如下:

 

可以将序列化克隆封装为一个方法, 如下所示:

 

通过该工具类即可进行深度克隆. 要是用该方法, 对象、对象的所有引用类型、引用类型中的引用类型都要实现 Serializable 接口.

---

当然, 对象中的final对象是不能进行clone的, 因为final的限制.

如果用线程安全的类实现Cloneable, 要保证它的clone方法做好同步工作, 默认的Object.clone方法是没有同步的.