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原型模式屬于對象的創(chuàng)建模式。通過給出一個原型對象來指明所有創(chuàng)建的對象的類型,然后用復(fù)制這個原型對象的辦法創(chuàng)建出更多同類型的對象。
原型模式要求對象實現(xiàn)一個可以“克隆”自身的接口,這樣就可以通過復(fù)制一個實例對象本身來創(chuàng)建一個新的實例。這樣一來,通過原型實例創(chuàng)建新的對象,就不再需要關(guān)心這個實例本身的類型,只要實現(xiàn)了克隆自身的方法,就可以通過這個方法來獲取新的對象,而無須再去通過new來創(chuàng)建。
1)、UML關(guān)系圖
2)、核心角色
這種形式涉及到三個角色:
1)、客戶(Client)角色:客戶類提出創(chuàng)建對象的請求。
2)、抽象原型(Prototype)角色:這是一個抽象角色,通常由一個Java接口或Java抽象類實現(xiàn)。此角色給出所有的具體原型類所需的接口。
3)、具體原型(Concrete Prototype)角色:被復(fù)制的對象。此角色需要實現(xiàn)抽象的原型角色所要求的接口。
3)、基于JDK源碼實現(xiàn)
/**
* 基于JDK源碼方式實現(xiàn)原型模式
*/
public class C01_Property {
public static void main(String[] args) {
Product product = new Product("機(jī)械鍵盤","白色",100.00) ;
Product product1 = (Product) product.clone();
Product product2 = (Product) product.clone();
System.out.println(product1);
System.out.println(product2);
System.out.println(product1==product2); // false
}
}
class Product implements Cloneable {
private String name ;
private String color ;
private Double price ;
public Product(String name, String color, Double price) {
this.name = name;
this.color = color;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"name='" + name + '\'' +
", color='" + color + '\'' +
", price=" + price +
'}';
}
@Override
protected Object clone() {
Product product = null ;
try{
product = (Product)super.clone() ;
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return product ;
}
// 省略GET和SET方法
}
<!-- 多例Bean -->
<bean id="sheep01" class="com.model.design.spring.node05.property.Sheep" scope="prototype" />
<!-- 單例Bean 默認(rèn): scope="singleton" -->
<bean id="sheep02" class="com.model.design.spring.node05.property.Sheep"/>
@Test
public void test01 (){
ApplicationContext context01 = new ClassPathXmlApplicationContext(
"/spring/spring-property.xml");
// 原型模式
Sheep sheep1 = (Sheep)context01.getBean("sheep01") ;
Sheep sheep2 = (Sheep)context01.getBean("sheep01") ;
System.out.println(sheep1==sheep2); // false
// 單例模式
Sheep sheep3 = (Sheep)context01.getBean("sheep02") ;
Sheep sheep4 = (Sheep)context01.getBean("sheep02") ;
System.out.println(sheep3==sheep4); // true
}
1)、執(zhí)行流程
if (mbd.isSingleton()) {
sharedInstance = this.getSingleton(beanName, new ObjectFactory<Object>() {
public Object getObject() throws BeansException {
try {
return AbstractBeanFactory.this.createBean(beanName, mbd, args);
} catch (BeansException var2) {
AbstractBeanFactory.this.destroySingleton(beanName);
throw var2;
}
}
});
bean = this.getObjectForBeanInstance(sharedInstance, name, beanName, mbd);
} else if (mbd.isPrototype()) {
var11 = null;
Object prototypeInstance;
try {
this.beforePrototypeCreation(beanName);
prototypeInstance = this.createBean(beanName, mbd, args);
} finally {
this.afterPrototypeCreation(beanName);
}
bean = this.getObjectForBeanInstance(prototypeInstance, name, beanName, mbd);
}
2)、單例多例判斷
所以默認(rèn)就是單例模式,指定[scope="prototype"]就是原型模式。
public boolean isSingleton() {
return "singleton".equals(this.scope) || "".equals(this.scope);
}
public boolean isPrototype() {
return "prototype".equals(this.scope);
}
1) 數(shù)據(jù)類型是基本數(shù)據(jù)類型、String類型的成員變量,淺拷貝直接進(jìn)行值傳遞,也就是將該屬性值復(fù)制一份給新的對象。
2) 數(shù)據(jù)類型是引用數(shù)據(jù)類型的成員變量,比如說成員變量是數(shù)組、類的對象等,淺拷貝會進(jìn)行引用傳遞,也就是只是將該成員變量的引用值(內(nèi)存地址)復(fù)制一份給新的對象。實際上兩個對象的成員變量都指向同一個實例。修改其中一個對象屬性會影響到另一個對象的屬性。
3) 淺拷貝是使用默認(rèn)的 clone()方法來實現(xiàn)。
1)、概念描述
除了淺拷貝要拷貝的值外,還負(fù)責(zé)拷貝引用類型的數(shù)據(jù)。那些引用其他對象的變量將指向被復(fù)制過的新對象,而不再是原有的那些被引用的對象,這種對被引用到的對象的復(fù)制叫做間接復(fù)制。
2)、源代碼實現(xiàn)
序列化實現(xiàn)深度克隆
對象寫到流里的過程是序列化(Serialization)過程;而把對象從流中讀出來的過程則叫反序列化(Deserialization)過程。應(yīng)當(dāng)指出的是,寫到流里的是對象的一個拷貝,而原對象仍然存在于JVM里面。
在Java語言里深度克隆一個對象,常??梢韵仁箤ο髮崿F(xiàn)Serializable接口,然后把對象(實際上只是對象的拷貝)寫到一個流里(序列化),再從流里讀回來(反序列化),便可以重建對象。
/**
* 深拷貝和淺拷貝對比案例
*/
public class C02_DeepClone {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Dog dog = new Dog("Tom") ;
Dog dog1 = (Dog)dog.clone() ;
Dog dog2 = (Dog)dog.clone() ;
// dog1:1639622804;dog2:1639622804
System.out.println("dog1:"+dog1.cat.hashCode()+";dog2:"+dog2.cat.hashCode());
Dog dog3 = (Dog)dog.deepClone() ;
Dog dog4 = (Dog)dog.deepClone() ;
// dog3:1937348256;dog4:1641808846
System.out.println("dog3:"+dog3.cat.hashCode()+";dog4:"+dog4.cat.hashCode());
}
}
class Cat implements Serializable {
public String name ;
public Cat (String name){
this.name = name ;
}
}
class Dog implements Cloneable,Serializable {
public String name ;
public Cat cat ;
public Dog (String name){
this.name = name ;
this.cat = new Cat("Kit") ;
}
@Override
protected Object clone() {
Dog dog = null ;
try{
dog = (Dog)super.clone() ;
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
return dog ;
}
public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException{
//將對象寫到流里面:序列化
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
//從流里面讀出對象:反序列化
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return ois.readObject();
}
}
原型模式允許在運行時動態(tài)改變具體的實現(xiàn)類型。原型模式可以在運行期間,由客戶來注冊符合原型接口的實現(xiàn)類型,也可以動態(tài)地改變具體的實現(xiàn)類型,看起來接口沒有任何變化,但其實運行的已經(jīng)是另外一個類實例了。因為克隆一個原型就類似于實例化一個類。
原型模式最主要的缺點是每一個類都必須配備一個克隆方法。配備克隆方法需要對類的功能進(jìn)行通盤考慮,這對于全新的類來說不是很難,而對于已經(jīng)有的類不一定很容易,特別是當(dāng)一個類引用不支持序列化的間接對象,或者引用含有循環(huán)結(jié)構(gòu)的時候。
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GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
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