一、原型模式

原型模式（PrototypePattern）是指原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

二、适用场景

原型模式主要适用于以下场景：

1、类初始化消耗资源较多

2、new产生的一个对象需要非常繁琐的过程（数据准备、访问权限等）

3、构造函数比较复杂

4、循环体中生产大量对象

在Spring中，原型模式应用得非常广泛。例如scope=“prototype”，在我们经常用的JSON.parseObject()也是一种原型模式。下面，我们来看看原型模式类结构图：

三、浅拷贝

一个标准的原型模式代码，应该是这样设计的。先创建原型Prototype接口：

public interface Prototype{Prototype clone();
}

创建具体需要克隆的对象ConcretePrototype

import java.util.List;/*** Created by Tom.*/
public class ConcretePrototypeA implements Prototype {private int age;private String name;private List hobbies;public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public List getHobbies() {return hobbies;}public void setHobbies(List hobbies) {this.hobbies = hobbies;}@Overridepublic ConcretePrototypeA clone() {ConcretePrototypeA concretePrototype = new ConcretePrototypeA();concretePrototype.setAge(this.age);concretePrototype.setName(this.name);concretePrototype.setHobbies(this.hobbies);return concretePrototype;}
}

创建Client对象

public class Client {private Prototype prototype;public Client(Prototype prototype){this.prototype = prototype;}public Prototype startClone(Prototype concretePrototype){return (Prototype)concretePrototype.clone();}}

测试代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** Created by Tom.*/
public class PrototypeTest {public static void main(String[] args) {// 创建一个具体的需要克隆的对象ConcretePrototypeA concretePrototype = new ConcretePrototypeA();// 填充属性，方便测试concretePrototype.setAge(18);concretePrototype.setName("prototype");List hobbies = new ArrayList<String>();concretePrototype.setHobbies(hobbies);System.out.println(concretePrototype);// 创建Client对象，准备开始克隆Client client = new Client(concretePrototype);ConcretePrototypeA concretePrototypeClone = (ConcretePrototypeA) client.startClone(concretePrototype);System.out.println(concretePrototypeClone);System.out.println("克隆对象中的引用类型地址值：" + concretePrototypeClone.getHobbies());System.out.println("原对象中的引用类型地址值：" + concretePrototype.getHobbies());System.out.println("对象地址比较："+(concretePrototypeClone.getHobbies() == concretePrototype.getHobbies()));}
}

从测试结果看出hobbies的引用地址是相同的，意味着复制的不是值，而是引用的地址。这样的话，如果我们修改任意一个对象中的属性值，concretePrototype和concretePrototypeCone的hobbies值都会改变。这就是我们常说的浅克隆。只是完整复制了值类型数据，没有赋值引用对象。换言之，所有的引用对象仍然指向原来的对象，显然不是我们想要的结果。下面我们来看深度克隆继续改造。

以上的案例为浅拷贝，现在说说浅拷贝的一些特点:

1)对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。2)对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值（内存地址）复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。

四、深拷贝

1)复制对象的所有基本数据类型的成员变量值

2)为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝

3)深拷贝实现方式1：重写clone方法来实现深拷贝

4)深拷贝实现方式2：通过对象序列化实现深拷贝(推荐)

案例：

我们换一个场景，大家都知道齐天大圣。首先它是一只猴子，有七十二般变化，把一根毫毛就可以吹出千万个泼猴，手里还拿着金箍棒，金箍棒可以变大变小。这就是我们耳熟能详的原型模式的经典体现。创建原型猴子Monkey类：

public class Monkey {public int height;public int weight;public Date birthday;}

创建引用对象金箍棒Jingubang类：

public class JinGuBang implements Serializable {public float h = 100;public float d = 10;public void big(){this.d *= 2;this.h *= 2;}public void small(){this.d /= 2;this.h /= 2;}
}

创建具体的对象齐天大圣QiTianDaSheng类

public class QiTianDaSheng extends Monkey implements Cloneable,Serializable {public JinGuBang jinGuBang;public  QiTianDaSheng(){//只是初始化this.birthday = new Date();this.jinGuBang = new JinGuBang();}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return this.deepClone();}public Object deepClone(){try{ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);QiTianDaSheng copy = (QiTianDaSheng)ois.readObject();copy.birthday = new Date();return copy;}catch (Exception e){e.printStackTrace();return null;}}public QiTianDaSheng shallowClone(QiTianDaSheng target){QiTianDaSheng qiTianDaSheng = new QiTianDaSheng();qiTianDaSheng.height = target.height;qiTianDaSheng.weight = target.height;qiTianDaSheng.jinGuBang = target.jinGuBang;qiTianDaSheng.birthday = new Date();return  qiTianDaSheng;}
}

测试代码:

public class DeepCloneTest {public static void main(String[] args) {QiTianDaSheng qiTianDaSheng = new QiTianDaSheng();try {QiTianDaSheng clone = (QiTianDaSheng)qiTianDaSheng.clone();System.out.println("深克隆：" + (qiTianDaSheng.jinGuBang == clone.jinGuBang));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}QiTianDaSheng q = new QiTianDaSheng();QiTianDaSheng n = q.shallowClone(q);System.out.println("浅克隆：" + (q.jinGuBang == n.jinGuBang));}
}