如何高效进行对象拷贝？浅拷贝与深拷贝的陷阱，你知道吗？

喵手2025-06-23 15:02

开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：掘金/C站/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO（全网同号）；欢迎大家常来逛逛，互相学习。

今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！

前言

我们在日常开发中，常常需要在对象之间进行数据传递，尤其是在不同层之间的对象转换。例如，在数据层使用实体类（Entity），在服务层或传输层使用数据传输对象（DTO）。每次我们将一个对象的属性复制到另一个对象时，都面临着一个重要的决定：应该使用浅拷贝还是深拷贝？不同的拷贝方式会直接影响我们的程序运行和数据的独立性。

对于许多开发者来说，浅拷贝和深拷贝之间的差异可能并不十分明显，但它们之间的微妙区别却决定了数据是否会"共享"或"隔离"。本篇文章，我们将通过对浅拷贝与深拷贝的讨论，以及 Spring 和 Apache 提供的 BeanUtils 和更现代化的 MapStruct 的使用，深入探讨如何在实际开发中高效地进行对象属性复制。我们还将对比不同方法的性能，帮助你在开发中做出合适的选择。

一、浅拷贝与深拷贝：它们的区别与陷阱

1. 什么是浅拷贝？

浅拷贝的核心思想是：如果对象中包含基本类型的属性，它们会被直接复制；如果对象中包含引用类型的属性，那么这些引用类型的属性只会复制引用（即内存地址），而不会复制引用对象本身。这就意味着，原始对象和拷贝对象中引用类型的属性会指向同一块内存空间。

我们通过一个例子来看看浅拷贝的实际情况：

java 复制代码 
public class Person {
    private String name;
    private Address address;

    // Getters and Setters
}

public class Address {
    private String city;
    private String street;

    // Getters and Setters
}
java 复制代码 
/**
 * @Author ms
 * @Date 2025年6月22日20:43:49
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 浅拷贝示例
        Person person1 = new Person("John", new Address("New York", "5th Avenue"));
        Person person2 = person1;  // 只是引用复制，指向相同的内存
        person2.getAddress().setCity("San Francisco");

        System.out.println(person1.getAddress().getCity());  // 输出 "San Francisco"
    }
}

在这个例子中，person1 和 person2 是指向同一个 Address 对象的引用。因此，当我们修改 person2 中的 address 时，person1 的 address 也会被修改。这就是浅拷贝的特性：引用类型字段共享同一块内存区域。

本地测试结果展示如下：

根据如上测试用例，我本地演示结果展示如下，仅供参考哈，你们也可以自行修改测试用例或者添加更多的测试数据或测试方法，进行熟练学习以此加深理解。

代码解析：

针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。如下这段代码案例我演示了 Java 中"浅拷贝"的概念，以下是详细解析：

🧠 程序核心思想：浅拷贝

这段代码案例展示了一个对象被赋值给另一个变量后，两者引用同一个内存地址的现象，因此修改一个对象的内部属性，也会影响另一个对象。

👤 示例对象结构：

程序中使用了两个类（虽然未明示，但根据代码逻辑可推断）：

  • Person：拥有 name 和 Address 成员。
  • Address：拥有 city 和 street 等属性。

🧪 具体过程解释：

  1. 创建了一个 Person 对象 person1，内部包含一个 Address 对象（城市是 New York）。
  2. 然后将 person1 的引用赋值给 person2，这并不是创建了一个新对象，而是 person2 和 person1 指向了同一个 Person 对象。
  3. 修改 person2 的地址对象，将城市名改为 "San Francisco"。
  4. 最后打印 person1 的地址城市，结果是 "San Francisco"。

🔍 原因分析：

这是浅拷贝（shallow copy）：

  • person2 = person1 并没有复制 person1 的数据，而是复制了引用；
  • 所以 person1.getAddress() 和 person2.getAddress() 返回的是同一个 Address 实例；
  • 修改其中一个的地址，就影响了另一个。

✅ 总结：

这段代码的目的是说明：Java 中对象赋值是引用复制，而不是值复制。要真正创建一个不受原对象影响的副本，需要使用深拷贝（deep copy）策略，比如：

  • 手动复制每一层对象；
  • 使用序列化或第三方工具类（如 Apache Commons Lang 的 SerializationUtils.clone()）。

这个浅拷贝示例在开发中非常常见，理解它对避免意外共享对象副作用非常关键。

2. 什么是深拷贝？

与浅拷贝不同，深拷贝会创建一个新对象，并递归地复制原始对象及其所有引用类型的字段，确保新对象和原对象之间完全独立。换句话说，深拷贝不仅复制对象本身，还会复制对象所引用的所有其他对象。因此，修改新对象中的字段不会影响原对象。

我们通过一个深拷贝的例子来说明：

java 复制代码 
public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address;

    // Getter and Setter
    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        person.setAddress((Address) person.getAddress().clone());
        return person;
    }
}

// 深拷贝示例
Person person1 = new Person("John", new Address("New York", "5th Avenue"));
Person person2 = (Person) person1.clone();  // 深拷贝，两个对象完全独立
person2.getAddress().setCity("San Francisco");

System.out.println(person1.getAddress().getCity());  // 输出 "New York"

在这个例子中，person1 和 person2 是完全独立的对象，修改 person2 的 address 字段不会影响 person1。这是深拷贝的特性，确保了对象的完全复制。

二、对象属性复制的正确方式：Spring BeanUtils、Apache BeanUtils 与 MapStruct

在 Java 中，如果我们想要复制一个对象的属性到另一个对象，可以通过手写代码、使用 Spring 或 Apache 提供的 BeanUtils，或者采用更现代化的 MapStruct 来实现。接下来，我们会对这些方法进行详细分析，看看它们的优缺点以及适用场景。

1. 使用 Spring 的 BeanUtils

Spring 的 BeanUtils 是最常用的属性复制工具之一。BeanUtils.copyProperties() 方法能够将源对象的属性值复制到目标对象中，适用于简单的对象属性复制场景。代码实现如下：

java 复制代码 
import org.springframework.beans.BeanUtils;

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        SourceBean source = new SourceBean("John", 25);
        TargetBean target = new TargetBean();
        BeanUtils.copyProperties(source, target);
        System.out.println(target.getName());  // 输出 "John"
        System.out.println(target.getAge());   // 输出 25
    }
}

class SourceBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

class TargetBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

优点：

  • 简单易用，不需要写复杂的代码。
  • 可以处理基础类型和属性的复制。

缺点：

  • 性能较差 ：BeanUtils 基于反射实现属性复制，效率低，尤其是对于大对象或频繁调用时。
  • 不支持深拷贝：它仅支持浅拷贝，对于包含引用类型字段的对象，它不会进行深拷贝。

2. 使用 Apache 的 BeanUtils

Apache 的 BeanUtils 和 Spring 提供的 BeanUtils 类似，也是基于反射的属性复制工具。使用方法和 Spring 基本相同，代码示例如下：

java 复制代码 
import org.apache.commons.beanutils.BeanUtils;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SourceBean source = new SourceBean("John", 25);
        TargetBean target = new TargetBean();
        BeanUtils.copyProperties(target, source);
        System.out.println(target.getName());  // 输出 "John"
        System.out.println(target.getAge());   // 输出 25
    }
}

class SourceBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

class TargetBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

优缺点与 Spring 的 BeanUtils 类似，主要区别在于它是 Apache Commons 提供的工具类，且性能问题同样存在。

3. 使用 MapStruct

MapStruct 是近年来流行的一种代码生成工具，它通过注解生成高效的属性复制代码，避免了反射的性能开销。与 Spring 或 Apache 的 BeanUtils 不同，MapStruct 在编译时生成映射代码，使用时无需反射，因此性能非常高。

java 复制代码 
import org.mapstruct.Mapper;
import org.mapstruct.factory.Mappers;

@Mapper
public interface PersonMapper {
    PersonMapper INSTANCE = Mappers.getMapper(PersonMapper.class);

    TargetBean sourceToTarget(SourceBean source);
}

class SourceBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

class TargetBean {
    private String name;
    private int age;

    // Getters and Setters
}

MapStruct 会在编译时生成具体的转换代码，而不是在运行时反射，这使得它的性能要比 BeanUtils 高得多，尤其是在复杂对象的转换上。

优点：

  • 高性能：通过编译时生成代码，避免了反射带来的性能开销。
  • 支持深拷贝：MapStruct 能够处理更复杂的类型转换，包括深拷贝和多层嵌套对象的转换。

缺点：

  • 学习成本较高：需要了解注解和接口的使用，以及如何配置 MapStruct。
  • 配置稍微复杂：需要依赖构建工具来生成代码，如 Maven 或 Gradle。

4. 性能比较：BeanUtils vs 手写 vs MapStruct

在性能上，MapStruct 的优势非常明显，它通过在编译时生成代码，避免了反射的性能瓶颈。BeanUtils 和 Apache BeanUtils 都使用了反射机制，性能较差，尤其是在需要频繁进行属性复制的场景中，可能会成为瓶颈。

我们可以通过以下流程图直观地了解这三者之间的差异：

graph LR A[手写代码] --> B[MapStruct] B --> C[BeanUtils] C --> D[Apache BeanUtils] A[性能最优] --> B[性能较好] --> C[性能较差]

三、实战场景：DTO 与 Entity 之间的转换

在企业级开发中，DTO 和 Entity 之间的转换是常见的需求。DTO（数据传输对象）通常用于前端数据交互，而 Entity（实体类）则代表数据库中的数据模型。我们需要将数据库查询得到的实体类转换成 DTO，以便传输给前端或进行进一步处理。

使用 BeanUtils 进行 DTO 与 Entity 之间的转换非常简单，但在复杂的数据结构转换场景中，推荐使用 MapStruct，它能高效、准确地完成深拷贝，确保对象之间完全独立。

java 复制代码 
@Mapper
public interface UserMapper {
    UserMapper INSTANCE = Mappers.getMapper(UserMapper.class);

    UserDTO entityToDto(UserEntity entity);
    UserEntity dtoToEntity(UserDTO dto);
}

class UserEntity {
    private String name;
    private String email;
    // Getters and Setters
}

class UserDTO {
    private String name;
    private String email;
    // Getters and Setters
}

通过 MapStruct，我们可以快速生成 DTO 和 Entity 之间的转换代码，避免手动编写大量冗余的转换代码。

代码解析：

针对如上示例代码，这里我给大家详细的代码剖析下，以便于帮助大家理解的更为透彻，帮助大家早日掌握。

如上这段代码展示了如何使用 MapStruct 框架在 Java 中进行对象映射（Object Mapping），也就是将一个类的对象转换为另一个类的对象。以下是详细代码解析：

🧩 背景：什么是对象映射？

在实际开发中，常常会有不同层的对象模型，例如：

  • Entity：用于数据库持久化（JPA/Hibernate）；
  • DTO（Data Transfer Object）：用于数据传输，特别是在前后端交互或服务调用中。

虽然这些对象字段可能相同或相似，但通常不能直接互用，因此需要手动写转换逻辑，这会导致大量重复代码。

🧠 MapStruct 的作用：

MapStruct 是一个编译期注解处理器，它可以自动为我们生成这些对象转换的代码：

  • 快速；
  • 类型安全；
  • 不用手写 getter/setter 映射逻辑。

🔧 代码详解：

  1. 接口定义（UserMapper）
java 复制代码 
@Mapper
public interface UserMapper {
    UserMapper INSTANCE = Mappers.getMapper(UserMapper.class);
  • @Mapper：标记这是一个 MapStruct 映射接口；
  • INSTANCE：这是获取自动生成的 Mapper 实例的标准做法；
  • Mappers.getMapper(...)：MapStruct 在编译期会生成实现类。
  1. 映射方法
java 复制代码 
UserDTO entityToDto(UserEntity entity);
UserEntity dtoToEntity(UserDTO dto);
  • 这两个方法定义了从 Entity 到 DTO，以及反向的转换；
  • MapStruct 会根据字段名称和类型相同的原则，自动完成映射逻辑。

👤 类定义（UserEntity 和 UserDTO）

这两个类都有两个相同的字段：name 和 email，并包含 getter 和 setter。

由于字段名一致，MapStruct 可以自动完成对应字段的映射，无需额外配置。

✅ 总结：

这段代码通过使用 MapStruct：

  • 避免了手动编写繁琐的字段赋值；
  • 保持了 DTO 和 Entity 的独立性；
  • 让数据层与表示层之间的转换变得高效、规范；
  • 是企业级应用开发中常用的模型转换方案。

要使这段代码实际运行，还需添加相关依赖（如在 Maven 中引入 mapstruct 和 mapstruct-processor），并在构建时启用注解处理。

四、总结

通过本文的讲解，我们深入了解了对象拷贝中浅拷贝和深拷贝的区别，以及它们可能带来的陷阱。同时，探讨了如何利用工具类（如 Spring 的 BeanUtils、Apache 的 BeanUtils 和 MapStruct）高效地进行对象属性复制。对于大多数简单场景，BeanUtils 已经足够满足需求，但在处理更复杂的对象转换时，尤其是需要深拷贝的情况，MapStruct 绝对是一个更高效的选择。

在实际开发中，选择合适的工具将大大提升开发效率和代码质量。希望通过本文的讨论，你能更加清楚地了解对象拷贝的正确方式，避免陷入浅拷贝与深拷贝的陷阱，编写出高效、可维护的代码。

... ...

文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

... ...

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