一、概述

• 原型模式（Prototype模式）是指：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
• 工作原理：通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建
• 实现方法：类实现cloneable，重写Object的clone()方法。
• 因为Object的clone()方法是protected的，因此如果不重写，外面的类无法调用该方法。
• 在重写clone()的时候，必须实现Cloneable，尽管它是一个空的接口，否则会抛出CloneNotSupportedException异常

public class Sheep implements Cloneable {
  private String name;
  public Sheep() {
  }
  public Sheep(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  @Override
  public String toString() {
    return "Sheep{" +
            "name='" + name + '\'' +
            '}';
  }
  @Override
  public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
  }
}

• 浅拷贝：对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是该属性值复制一份给新的对象；引用数据类型的成员变量，浅拷贝会进行引用传递，就是将该成员变量的引用值复制给一份新的对象，实际上两个对象都指向同一个实例。使用默认的clone()方法就是浅拷贝。
• 深拷贝：复制对象的所有基本数据类型的成员变量值。引用数据类型也递归地复制一份给新的对象。

二、深拷贝的实现

• 深拷贝有两种实现方式：重写clone()方法来实现深拷贝、通过对象序列化实现深拷贝（推荐）

1. 重写clone()方法

public class DeepClone1 implements Cloneable {
  public ArrayList arrayList;

  public DeepClone1() {
  }

  public DeepClone1(ArrayList arrayList) {
    this.arrayList = arrayList;
  }

  @Override
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    DeepClone1 clone = (DeepClone1) super.clone();
    clone.arrayList = (ArrayList) arrayList.clone();  // 将引用数据类型也拷贝一份
    return clone;
  }
}

• 有一个问题，万一要拷贝的引用数据类型没有实现cloneable呢？那就没办法拷贝了

2. 通过对象序列化实现深拷贝

public class DeepClone2 implements Serializable {
  public ArrayList arrayList;

  public DeepClone2() {
  }

  public DeepClone2(ArrayList arrayList) {
    this.arrayList = arrayList;
  }

  public DeepClone2 deepClone() {
    ByteArrayOutputStream bos = null;
    ObjectOutputStream oos = null;
    ByteArrayInputStream bis = null;
    ObjectInputStream ois = null;

    try {
    // 序列化
      bos = new ByteArrayOutputStream();
      oos = new ObjectOutputStream(bos);

      oos.writeObject(this);
                // 反序列化
      bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
      ois = new ObjectInputStream(bis);
      DeepClone2 clone = (DeepClone2) ois.readObject();
      return clone;
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
      return null;
    } finally {
      try {
        if (bos != null) bos.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      try {
        if (oos != null) oos.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      try {
        if (bis != null) bis.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
      try {
        if (ois != null) ois.close();
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

三、总结

• 创建新对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能提高效率
• 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态
• 如果原始对象发生变化（增加或减少属性），其他克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码
• 在实现深克隆的时候，需要比较复杂的代码
• 缺点：需要为每一个类配备一个克隆方法，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，需要修改其源代码，违反了ocp原则。