《设计模式之禅》笔记摘录 - 6.原型模式

原型模式的定义

原型模式(Prototype Pattern)的简单程度仅次于单例模式和迭代器模式。正是由于简单,使用的场景才非常地多,其定义如下:

Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance, and create new objects by copying his prototype. (用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。)

原型模式的核心是一个clone方法,通过该方法进行对象的拷贝,Java提供了一个Cloneable接口来标示这个对象是可拷贝的,为什么说是"标示"呢?

翻开JDK的帮助看看Cloneable是一个方法都没有的,这个接口只是一个标记作用,在JVM中具有这个标记的对象才可能被拷贝。那怎么才能从"有可能被拷贝"转换为"可以被拷贝"呢?方法是覆盖clone()方法。

原型模式的应用

原型模式的优点

性能优良。原型模式是在内存二进制流的拷贝,要比直接new一个对象性能好很多,特别是要在一个循环体内产生大量的对象时,原型模式可以更好地体现其优点。

逃避构造函数的约束。这既是它的优点也是缺点,直接在内存中拷贝,构造函数是不会执行的。优点就是减少了约束,缺点也是减少了约束,需要大家在实际应用时考虑。

原型模式的使用场景

资源优化场景。类初始化需要消化非常多的资源,这个资源包括数据、硬件资源等。

性能和安全要求的场景。通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限,则可以使用原型模式。

一个对象多个修改者的场景。一个对象需要提供给其他对象访问,而且各个调用者可能都需要修改其值时,可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。

在实际项目中,原型模式很少单独出现,一般是和工厂方法模式一起出现,通过clone的方法创建一个对象,然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与Java融为一体,大家可以随手拿来使用。

原型模式的注意事项

构造函数不会被执行。实现了Cloneable并重写了clone方法的类A,有一个无参构造或有参构造B,通过new 关键字产生了一个对象S,再然后通过S.clone()方式产生了一个新的对象T,那么在对象拷贝时勾造函数B是不会被执行的。

拷贝和深拷贝。Object类提供的方法clone只是拷贝本对象,其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝,还是指向原生对象的内部元素地址,这种拷贝就叫做浅拷贝。使用原型模式时,引用的成员变量必须满足两个条件才不会被拷贝:一是类的成员变量,而不是方法内变量;二是必须是一个可变的引用对象,而不是一个原始类型或不可变对象。

要使用clone方法,类的成员变量上不要增加final关键字。

最佳实践

原型模式先产生出一个包含大量共有信息的类,然后可以拷贝出副本,修正细节信息,建立了一个完整的个性对象。

可以这样理解:一个对象的产生可以不由零起步,直接从一个已经目备一定雏形的对象克隆,然后再修改为生产需要的对象。

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