原型模式
本文内容
1. 什么是原型模式
原型模式也属于创建型模式，原型模式按照着字面意思来理解就好了，即 基于原型来创建对象的方式 就叫做 原型设计模式。
原型模式创建的新对象基于原型，那说明 新对象与原对象的差别不是很大，所以可以 直接采用复制（或叫拷贝）的方式来创建新对象，以达到节省创建时间的目的。但如果新对象本身的创建就十分简单，只消耗一点儿时间，那就没必要采用复制的方式创建了。
所以可以得出原型模式的 应用场景：对象的创建成本比较大，需要花费太多的时间，并且 新对象与原对象之间的差别不大时，便可以考虑原型模式。
何为 “对象的创建成本比较大”？
如何定义这个创建成本呢？什么样对象的创建过程才算成本大呢？可以从下面的几种情况来判断：
- 创建的对象中的数据需要经过 复杂的计算 才能得到（如排序、计算哈希值）；
- 创建的对象中的数据需要从网络、数据库、文件系统等 非常慢速的 IO 操作 中读取。
如果需要创建的对象满足上述情况中的一种，创建对象消耗的时间就比较长了，自然创建的成本就比较大了。
2. 原型模式的实现方式
上面讲到，通过复制的方式创建对象，就是原型模式，那么实现方式肯定就是复制嘛。
在 Java 中，使用 Object#clone() 方法可以很方便的复制一个对象，不过需要注意 浅拷贝和深拷贝 的问题。
深拷贝和浅拷贝的区别在于：
- 浅拷贝只会拷贝对基本数据类型的数据和 引用对象类型的内存地址，而 不会拷贝引用对象本身；
- 而深拷贝除了会拷贝上面浅拷贝的数据外，对于引用类型的变量也会重新复制一份出来，而不是简单的引用地址值。
举个例子，Person 类中有一个 Address 类：
- 如果只是使用浅拷贝简单的克隆一个 person 对象，那么这个拷贝对象和原对象是共用一个 Address 的，因为只是拷贝了 Address 的引用地址；
- 但如果是使用深拷贝，那么这两个 Person 类对象都会有各自的 Address。
对比图如下：
想使用深拷贝也很简单，在重写 clone() 方法时，直接将所有引用类型对象重新 new 一个，再重新设置即可；或者 将引用类型的对象也调用一下 clone() 方法即可。就像下面这样：
@Override
public Person clone() {
try {
Person person = (Person) super.clone();
// 把 Address 也克隆一下
person.setAddress(person.getAddress().clone());
return person;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
除此之外，还有另一种方式也能 实现深拷贝，那就是使用 序列化：先将对象序列化，然后再反序列化成新的对象。具体实现如下：
public Object deepCopy(Object object) throws IOException, ClassNotFoundException {
ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
oo.writeObject(object);
ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi);
return oi.readObject();
}
所以，对于原型模式，可以通过 浅拷贝、深拷贝（有需要）和序列化的方式实现，如果新对象与原型对象有一点点差异，那么在拷贝完后重新设置一下变量值即可。
3. 总结
再来回顾一下原型模式的应用场景：对象的创建成本比较大，需要花费太多的时间，并且 新对象与原对象之间的差别不大时，便可以考虑原型模式。
实现原型模式也很简单，分别可以通过 浅拷贝、深拷贝（有需要）和序列化 的方式实现。