【Java】谈一谈浅克隆和深克隆

关于深、浅clone的描述

浅克隆：对当前对象进行克隆，并克隆该对象所包括的8种基本数据类型和String类型属性（copy一份该对象并重新分配内存，产生新的对象），但如果被克隆的对象还包括除了8种基本类型和String类型之外的其他类型属性，则浅克隆不会克隆这些属性（不会为这些属性分配内存，而是引用原来的属性）。

深克隆：在浅克隆的基础上，递归的克隆会为所有类型属性重新分配内存，而不是像浅clone一样：8种基本类型 + String类型以外的属性引用原对象的属性。

实现clone的要求

要使对象实现克隆，需要让对象实体类实现Cloneable接口，否则实现类中调用重写的clone()方法会报CloneNotSupportedException异常。抛出该异常表示：调用了Object类的clone()方法克隆了一个对象，但是该对象的类没有实现Cloneable接口。（覆盖clone()方法的应用程序也可以抛出此异常，表示无法或不应clone对象）

Cloneable接口是一个标记接口，只有实现这个接口后，然后在类中重写Object中的clone方法，然后通过类调用clone方法才能克隆成功。

代码案例

说明：对user对象设计深浅clone逻辑，并且运行测试用例验证clone原理。

User类的基本设计：

java 复制代码

@Getter
@Setter
public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -1241246044434342674L;
    private String username;
    private String gender;
    private Date createTime;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) {
            return true;
        }
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
            return false;
        }
        User user = (User) o;
        return Objects.equals(username, user.username) && Objects.equals(gender, user.gender) && Objects.equals(createTime, user.createTime);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(username, gender, createTime);
    }
}

重写Object的clone()方法但不实现Cloneable接口

在User类中重写clone()方法：

java 复制代码

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    // 此处直接继承的Object的clone()方法，为浅clone
    return super.clone();
}

测试用例：

java 复制代码

@Test
public void testShallowClone() {
    try {
        User user = new User();
        user.setUsername("Black");
        user.setGender("Male");
        user.setCreateTime(new Date());
        User cloneUser = (User) user.clone();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

执行结果：（抛出CloneNotSupportedException异常）

浅clone（已实现Cloneable接口）

在User类中实现Cloneable接口：

java 复制代码

@Getter
@Setter
public class User implements Cloneable, Serializable {

    // User类的基本设计，省略
    
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

测试用例:

java 复制代码

try {
    Date currentTime = new Date();
    User user = new User();
    user.setUsername("Black");
    user.setGender("Male");
    user.setCreateTime(currentTime);
    User cloneUser = (User) user.clone();
    System.out.println("user: " + JSON.toJSONString(user) + ", type: " + user.getClass().getName());
    System.out.println("cloneUser: " + JSON.toJSONString(cloneUser) + ", type: " + user.getClass().getName());
    System.out.println(user.equals(cloneUser));
    currentTime.setTime(currentTime.getTime() + 1000);
    System.out.println("----------");
    System.out.println("user: " + JSON.toJSONString(user) + ", type: " + user.getClass().getName());
    System.out.println("cloneUser: " + JSON.toJSONString(cloneUser) + ", type: " + user.getClass().getName());
    System.out.println(user.equals(cloneUser));
} catch (CloneNotSupportedException e) {
    e.printStackTrace();
}

执行结果：（更改Date类型的createTime值之后，两个对象仍相同，说明引用的是原先的属性。）

深clone

重写User类中的clone()方法：

java 复制代码

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Object obj = super.clone();
    User user = (User) obj;
    user.createTime = (Date) this.createTime.clone();
    return obj;
}

测试用例：（同浅clone）

执行结果：

（更改Date类型的createTime值之后，两个对象不相同了，说明给clone对象重新分配了内存。）

小结

要实现clone，除了需要重写Object的clone()方法外，还需要实现Cloneable接口，以向 java.lang.Objectclone() 方法表示该方法创建该类实例的逐个字段副本是合法的；
在未实现 Cloneable 接口的实例上调用 Object 的 clone() 方法会导致抛出CloneNotSupportedException异常；
实现此接口的类应使用公共方法（修改访问权限为public）覆盖 Object.clone()（clone()方法的默认访问权限为protected，即在同一包内的类及不同包中的子类可见）。