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Java Clone深拷贝与浅拷贝方法
浅析Java中clone()方法浅克隆与深度克隆
现在Clone已经不是一个新鲜词语了，伴随着“多莉”的产生这个词语确实很“火”过一阵子，在Java中也有这么一个概念，它可以让我们很方便的“制造”出一个对象的副本来，下面来具体看看Java中的Clone机制是如何工作的？
1． Clone&Copy
假设现在有一个Employee对象，Employee tobby =new Employee(“CMTobby”,5000)，通
常我们会有这样的赋值Employee cindyelf=tobby，这个时候只是简单了copy了一下reference，cindyelf和tobby都指向内存中同一个object，这样cindyelf或者tobby的一个操作都可能影响到对方。
打个比方，如果我们通过cindyelf.raiseSalary()方法改变了salary域的值，那么tobby通过getSalary()方法得到的就是修改之后的salary域的值，显然这不是我们愿意看到的。我们希望得到tobby的一个精确拷贝，同时两者互不影响，这时候我们就可以使用Clone来满足我们的需求。
Employee cindy=tobby.clone()，这时会生成一个新的Employee对象，并且和tobby具有相同的属性值和方法。
2． Shallow Clone&Deep Clone
Clone是如何完成的呢？Object在对某个对象实施Clone时对其是一无所知的，它仅仅是简单地执行域对域的copy，这就是Shallow Clone。
这样，问题就来了咯，以Employee为例，它里面有一个域hireDay不是基本型别的变量，而是一个reference变量，经过Clone之后就会产生一个新的Date型别的reference，它和原始对象中对应的域指向同一个Date对象，这样克隆类就和原始类共享了一部分信息，而这样显然是不利的，过程下图所示：
这个时候我们就需要进行deep Clone了，对那些非基本型别的域进行特殊的处理，例如本例中的hireDay。我们可以重新定义Clone方法，对hireDay做特殊处理，如下代码所示：
class Employee implements Cloneable
{
public Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
Employee cloned = (Employee) super.clone();
cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone()
return cloned;
}
}
3． Clone()方法的保护机制
在Object中Clone()是被申明为protected的，这样做是有一定的道理的，以Employee
类为例，通过申明为protected，就可以保证只有Employee类里面才能“克隆”Employee对象，原理可以参考我前面关于public、protected、private的学习笔记。
4． Clone()方法的使用
Clone()方法的使用比较简单，注意如下几点即可：
a． 什么时候使用shallow Clone，什么时候使用deep Clone，这个主要看具体对象的域是什么性质的，基本型别还是reference variable
b． 调用Clone()方法的对象所属的类(Class)必须implements Clonable接口，否则在调用Clone方法的时候会抛出CloneNotSupportedException。
Java Clone深拷贝与浅拷贝的两种实现方法
1.首先，你要知道怎么实现克隆：实现Cloneable接口，在bean里面重写clone()方法，权限为public。
2.其次，你要大概知道什么是地址传递，什么是值传递。
3.最后，你要知道你为什么使用这个clone方法。
先看第一条，简单的克隆代码的实现。这个也就是我们在没了解清楚这个Java的clone的时候，会出现的问题。
看完代码，我再说明这个时候的问题。
先看我要克隆的学生bean的代码：
package com.lxk.model;
/**
* 学生类：有2个属性：1，基本属性-String-name；2，引用类型-Car-car。
* <p>
* Created by lxk on 2017/3/23
*/
public class Student implements Cloneable {
private String name;
private Car car;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Car getCar() {
return car;
}
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", car=" + car +
'}';
}
@Override
public Student clone() {
Student student = null;
try {
student = (Student) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException ignored) {
System.out.println(ignored.getMessage());
}
return student;
}
}
学生内部引用了Car这个bean
package com.lxk.model;
import java.util.List;
public class Car implements Comparable<Car> {
private String sign;
private int price;
private List<Dog> myDog;
private List<String> boys;
public Car() {
}
public Car(String sign, int price) {
this.sign = sign;
this.price = price;
}
public Car(String sign, int price, List<Dog> myDog) {
this.sign = sign;
this.price = price;
this.myDog = myDog;
}
public Car(String sign, int price, List<Dog> myDog, List<String> boys) {
this.sign = sign;
this.price = price;
this.myDog = myDog;
this.boys = boys;
}
public String getSign() {
return sign;
}
public void setSign(String sign) {
this.sign = sign;
}
public int getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(int price) {
this.price = price;
}
public List<Dog> getMyDog() {
return myDog;
}
public void setMyDog(List<Dog> myDog) {
this.myDog = myDog;
}
public List<String> getBoys() {
return boys;
}
public void setBoys(List<String> boys) {
this.boys = boys;
}
@Override
public int compareTo(Car o) {
//同理也可以根据sign属性排序，就不举例啦。
return this.getPrice() - o.getPrice();
}
@Override
public String toString() {
return "Car{" +
"sign='" + sign + '\'' +
", price=" + price +
", myDog=" + myDog +
", boys=" + boys +
'}';
}
}
最后就是main测试类
package com.lxk.findBugs;
import com.lxk.model.Car;
import com.lxk.model.Student;
/**
* 引用传递也就是地址传递需要注意的地方，引起的bug
* <p>
* Created by lxk on 2017/3/23
*/
public class Bug2 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student();
Car car = new Car("oooo", 100);
student1.setCar(car);
student1.setName("lxk");
//克隆完之后，student1和student2应该没关系的，修改student1不影响student2的值，但是完之后发现，你修改car的值，student2也受影响啦。
Student student2 = student1.clone();
System.out.println("学生2：" + student2);//先输出student2刚刚克隆完之后的值，然后在修改student1的相关引用类型的属性值(car)和基本属性值(name)
car.setSign("X5");
student1.setName("xxx");
System.out.println("学生2：" + student2);//再次输出看修改的结果
}
}
之后就该是执行的结果图了：
对上面执行结果的疑惑，以及解释说明：
我们可能觉得自己在bean里面实现clone接口，重写了这个clone方法，那么学生2是经由学生1clone，复制出来的，
那么学生1和学生2，应该是毫不相干的，各自是各自，然后，在修改学生1的时候，学生2是不会受影响的。
但是结果，不尽人意。从上图执行结果可以看出来，除了名字，这个属性是没有被学生1影响，关于car的sign属性已经因为学生1的变化而变化，这不是我希望的结果。
可见，这个简单的克隆实现也仅仅是个“浅克隆”，也就是基本类型数据，他是会给你重新复制一份新的，但是引用类型的，他就不会重新复制份新的。引用类型包括，上面的其他bean的引用，list集合，等一些引用类型。
那么怎么实现深克隆呢？
对上述代码稍作修改，如下：
学生bean的clone重写方法如下所示：
@Override
public Student clone() {
Student student = null;
try {
student = (Student) super.clone();
if (car != null) {
student.setCar(car.clone());
}
} catch (CloneNotSupportedException ignored) {
System.out.println(ignored.getMessage());
}
return student;
}
然后还要Car类实现cloneable接口，复写clone方法：
@Override
public Car clone() {
Car car = null;
try {
car = (Car) super.clone();
if (myDog != null) {
car.setMyDog(Lists.newArrayList(myDog));
}
if (boys != null) {
car.setBoys(Lists.newArrayList(boys));
}
} catch (CloneNotSupportedException ignored) {
System.out.println(ignored.getMessage());
}
return car;
}
主测试代码不动，这个时候的执行结果如下：
可以看到，这个时候，你再修改学生1的值，就不会影响到学生2的值，这才是真正的克隆，也就是所谓的深克隆。
怎么举一反三？
可以看到，这个例子里面的引用类型就一个Car类型的属性，但是实际开发中，除了这个引用其他bean类型的属性外，可能还要list类型的属性值用的最多。
那么要怎么深克隆呢，就像我在Car bean类里面做的那样，把所有的引用类型的属性，都在clone一遍。那么你在最上层调用这个clone方法的时候，他就是真的深克隆啦。
我代码里面那么判断是为了避免空指针异常。当然，这个你也得注意咯。
注意 重写clone方法的时候，里面各个属性的null的判断哦。
上面的是override clone()方法来实现深克隆的。如果你这个要克隆的对象很复杂的话，你就不得不去每个引用到的对象去复写这个clone方法，这个太啰嗦来，改的地方，太多啦。
还有个方法就是使用序列化来实现这个深拷贝
/**
* 对象的深度克隆，此处的对象涉及Collection接口和Map接口下对象的深度克隆
* 利用序列化和反序列化的方式进行深度克隆对象
*
* @param object 待克隆的对象
* @param <T> 待克隆对象的数据类型
* @return 已经深度克隆过的对象
*/
public static <T extends Serializable> T deepCloneObject(T object) {
T deepClone = null;
ByteArrayOutputStream baos = null;
ObjectOutputStream oos = null;
ByteArrayInputStream bais = null;
ObjectInputStream ois = null;
try {
baos = new ByteArrayOutputStream();
oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(object);
bais = new ByteArrayInputStream(baos
.toByteArray());
ois = new ObjectInputStream(bais);
deepClone = (T)ois.readObject();
} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if(baos != null) {
baos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if(oos != null) {
oos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try{
if(bais != null) {
bais.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try{
if(ois != null) {
ois.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return deepClone;
}
具体的使用如下：
/**
* 使用序列化来实现深拷贝简单。但是，所涉及到的所有对象都的实现序列化接口。
*/
private static void cloneBySerializable() {
Student student1 = new Student();
Car car = new Car("oooo", 100, Lists.newArrayList(new Dog("aaa", true, true)));
student1.setCar(car);
student1.setName("lxk");
Student student2 = deepCloneObject(student1);
System.out.println("学生2：" + student2);
car.setSign("X5");
car.setMyDog(null);
student1.setName("xxx");
System.out.println("学生2：" + student2);
}
实现的效果，还是和上面的一样的，但是这个就简单多来，只需要给涉及到的每个引用类型，都去实现序列化接口就好啦。
