java的深拷贝与浅拷贝

1.核心区别

深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）是对象复制的两种核心方式，主要区别在于对引用类型字段的处理

特性	浅拷贝	深拷贝
对象复制范围	只复制对象本身（基本类型字段 + 引用地址）	递归复制对象及其引用的所有子对象
引用类型字段	仅复制引用地址（新旧对象共享同一对象）	创建全新独立对象（无共享）
内存关系	原对象和拷贝对象部分共享内存	完全独立的内存空间
修改影响	修改引用字段会影响原对象	修改引用字段不影响原对象
默认实现	Object.clone() 默认行为	需手动实现
性能	快（仅复制一层）	慢（递归复制整个对象树）

例如：对象是一本书，浅拷贝就是把目录复制了一份，而深拷贝是吧整本书复制了一份。

2.技术细节解析

java 复制代码

class Address implements Cloneable {
    String city;

    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }

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

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

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

    // 深拷贝
    protected Person deepClone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        cloned.address = (Address) address.clone(); // 关键：拷贝引用对象
        return cloned;
    }
}

public class CopyDemo {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Address addr = new Address("Beijing");
        Person p1 = new Person("Tom", addr);

        // 浅拷贝
        Person p2 = (Person) p1.clone();
        // 深拷贝
        Person p3 = p1.deepClone();

        // 修改原始对象的引用类型字段
        p1.address.city = "Shanghai";

        System.out.println("p2.address.city (浅拷贝): " + p2.address.city); // 输出 Shanghai
        System.out.println("p3.address.city (深拷贝): " + p3.address.city); // 输出 Beijing
    }
}

使用序列化实现深拷贝

java 复制代码

import java.io.*;

public class DeepCopyUtil {
    public static <T extends Serializable> T deepCopy(T object) {
        try (ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos)) {
            
            oos.writeObject(object); // 序列化
            try (ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
                 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis)) {
                return (T) ois.readObject(); // 反序列化生成新对象
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("Deep copy failed", e);
        }
    }
}

// 使用
Person deepCopy = DeepCopyUtil.deepCopy(original);
deepCopy.address.setCity("Tokyo"); 
System.out.println(original.address.getCity()); // 输出 "Paris"（原对象不受影响）

3.关键使用场景

场景	推荐方式	原因
对象不含引用类型字段	浅拷贝	性能高且安全
引用字段是不可变对象	浅拷贝	String/包装类等不可变对象无需深拷贝
对象包含可变引用字段	深拷贝	避免意外修改原对象
复杂嵌套对象图	序列化深拷贝	避免递归实现的复杂性

4.注意事项

Cloneable 接口的缺陷：

是标记接口（无方法），但必须实现才能调用 Object.clone()

clone() 方法是 protected，需重写为 public
深拷贝陷阱：

递归实现需确保所有嵌套对象都支持克隆

循环引用会导致递归无限循环（序列化可解决）
最佳实践：

优先使用不可变对象（如 String、LocalDateTime）

复杂对象推荐用序列化法实现深拷贝

避免深拷贝：考虑用防御性拷贝构造器（如 new ArrayList<>(originalList)）

💡 终极原则：如果对象需要完全隔离修改，用深拷贝；如果共享数据无风险或用不可变对象，用浅拷贝。