Java对象克隆

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Java对象的克隆方法，深度和浅度克隆的区别。

Java对象克隆

为什么要重写clone来克隆对象？

  1. 需要新建一个对象来保存当前对象的状态。
  2. 因为Java的赋值语句对于抽象对象来说是传递引用，所以复制对象需要特殊的实现
  3. native方法，运行速度快

clone()

Object有两个protected方法，其中一个为clone方法

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protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

它是native方法，就是非Java语言实现的代码，供Java程序调用。Java语言是运行于虚拟机上的，想要访问底层于操作系统相关的资源就需要底层语言来实现

  • 第一次声明保证克隆对象有单独的内存地址分配
  • 第二次声明表示原始对象和克隆对象有相同的类型
  • 第三次声明表示原始和克隆的对象是平等的equals()方法使用

每个抽象类都继承了clone方法，但因为是protected所以无法在外部包使用，所以需要重写clone方法。

两种克隆方法

两种克隆方法：

  • 浅克隆（ShallowClone）
  • 深克隆（DeepClone）

两者的主要区别在是否支持成员变量是引用类型的复制。

在克隆一个对象时，如果对象的域都是基本类型或数值，那么只需要一个个域的拷贝就够了，但当对象还包含对子对象的引用时，只拷贝域的话只能得到对象的引用，所以在克隆后原本和副本都会指向同一个子对象，这就是浅克隆（ShallowClone）；若子对象也会拷贝创建一份副本，克隆后原本和副本都各自指向自己的子对象，则就是深克隆（DeepClone）。

因此，当子对象不属于一个final修饰的不可变类时（如String等），浅克隆无法保证安全性。所以需要深克隆来保证数据安全。

浅克隆

实现浅克隆步骤：

  1. 被复制的类要先实现Cloneable接口，标记该类支持克隆，否则会抛出异常CloneNotSupportedException
  2. 重写clone()方法，访问修饰符public。方法中调用super.clone()方法得到需要的复制对象。
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@Override
public Object clone(){
    ShallowClone clone = null;
    try{
        clone = (ShallowClone)super.clone();
    }catch (CloneNotSupportedException ex){
        ex.printStackTrace();
    }
    return clone;
}
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@Override
public Object clone(){
    DeepClone clone = null;
    try{
        clone = (DeepClone)super.clone(); //浅复制
        clone.adress = (Adress) adress.clone(); //深复制
    }catch (CloneNotSupportedException ex){
        ex.printStackTrace();
    }
    return clone;
}

多层克隆问题

引用类型里面包含引用类型，此时使用覆盖clone方法会比较麻烦，而深克隆除了覆盖clone方法也可以通过对象序列化来实现：

序列化就是将对象写入流中，是对原对象的拷贝，原对象仍然在内存中，需要对象类实现Serializable接口。

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public SerializableClone ownClone(){//深度复制方法,需要对象及对象所有的对象属性都实现序列化
    SerializableClone clone = null;
    try{
        //将该对象序列化成流，是对对象的拷贝，原对象仍存活在JVM中
        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
        objectOutputStream.writeObject(this);
        //将流序列化为对象
        ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
        clone = (SerializableClone)objectInputStream.readObject();
    }catch (IOException | ClassNotFoundException ex){
        ex.printStackTrace();
    }
    return clone;
}

但序列化的性能相比复制数据域来说是要慢很多的，可以根据使用场景和需求来选择：比如对性能要求很高的地方就直接进行深复制，不太要求性能就可以考虑序列化，或用一些序列化框架，或是通过JSON进行序列化。

参考博客和文章书籍等：

《Java核心技术 卷Ⅰ》

https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5710533.html

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