一、前言

 

       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。下面我们就具体来看一下深浅拷贝问题。

 

二、定义

 

首先来看看浅拷贝和深拷贝的定义：

       浅拷贝：使用一个已知实例对新创建实例的成员变量逐个赋值，这个方式被称为浅拷贝。

       深拷贝：当一个类的拷贝构造方法，不仅要复制对象的所有非引用成员变量值，还要为引用类型的成员变量创建新的实例，并且初始化为形式参数实例值。这个方式称为深拷贝。

       也就是说浅拷贝只复制一个对象，传递引用，不能复制实例。而深拷贝对对象内部的引用均复制，它是创建一个新的实例，并且复制实例。

       对于浅拷贝当对象的成员变量是基本数据类型时，两个对象的成员变量已有存储空间，赋值运算传递值，所以浅拷贝能够复制实例。但是当对象的成员变量是引用数据类型时，就不能实现对象的复制了。

 

三、浅拷贝

 

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());}
}

输出结果：

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。

 

四、深拷贝

 

       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。

 

五、利用序列化实现对象的深拷贝

 

       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());}
}

输出结果：

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...