原型模式

1 概念

1 定义

原型模式（Prototype）是一种创建型设计模式，它通过克隆现有的对象来创建新的对象。部分场景下，性能要优于new来创建对象

2 应用场景

• 类初始化消耗比较多的资源
• new一个对象需要很繁琐的过程（数据准备，访问权限等）
• 构造函数比较复杂
• 循环体中产生大量对象。（避免重复执行构造函数的操作，从而提高性能和效率）

3 优缺点

优点：

• 不需要调用构造函数，比直接new一个对象性能高
• 简化创建过程

缺点：

• 必须配备clone方法
• 深拷贝和浅拷贝容易引入bug

2 代码实现

我们可以使用java.lang.Cloneable接口和clone()方法来实现原型模式

@Data
@AllArgsConstructor
public class Pig implements Cloneable{
    private String name;
    private Date birthday;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        Date birthday = new Date(0L);
        Pig pig1 = new Pig("佩奇",birthday);
        Pig pig2 = (Pig) pig1.clone();
        System.out.println(pig1);
        System.out.println(pig2);

        pig1.getBirthday().setTime(666666666666L);
        System.out.println("==================更新日期====================");

        System.out.println(pig1);
        System.out.println(pig2);
}

可以看到，通过clone()方法通过调用复制构造函数来创建一个新的Pig对象，但是需要注意深拷贝与浅拷贝的问题。

在上面的例子中，我们期待的结果是只更新pig1的生日，但是由于pig1和pig2的生日是同一个引用，所以pīg2的生日也更新了。

clone方法做以下调整，将birthday也进行clone：

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Pig pig = (Pig)super.clone();
    ////深克隆
    pig.birthday = (Date) pig.birthday.clone();
    return pig;
}

3. 克隆破坏单例

public class HungrySingleton implements Cloneable{

    private final static HungrySingleton hungrySingleton= new HungrySingleton();

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return hungrySingleton;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        HungrySingleton hungrySingleton = HungrySingleton.getInstance();
        Method method = hungrySingleton.getClass().getDeclaredMethod("clone");
        method.setAccessible(true);
        HungrySingleton cloneHungrySingleton = (HungrySingleton) method.invoke(hungrySingleton);
        System.out.println(hungrySingleton);
        System.out.println(cloneHungrySingleton);
    }
}

解决:

1. 修改clone方法

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  return getInstance();
}

2. 避免单例类实现 Cloneable

3. JDK的使用

实现了Cloneable的类

• arrayList
• Hashmap
• Object