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  • java clone技术 浅谈 转

    java里提到clone技术,大家可能很快就会想到java.lang.Cloneable这个接口。大家可能都知道:所有具有clone功能的类都有一个特性,那就是它直接或间接地实现了Cloneable接口。但是仔细一翻看Cloneable接口的源码发现一个方法都没有。其实子类实现Cloneable接口,相当于一个标示:既在jvm的方法区中存放了想具有clone功能的类(子类)实现了的接口列表,如果接口列表中含有java.lang.Cloneable这个值,jvm将调用类中的clone();显然clone()必须重写自所有java类的祖宗类Object的这个方法;

    这个我们从Object类中clone()方法申明中可以略窥一二

     * @return     a clone of this instance.
         * @exception  CloneNotSupportedException  if the object's class does not
         *               support the <code>Cloneable</code> interface. Subclasses
         *               that override the <code>clone</code> method can also
         *               throw this exception to indicate that an instance cannot
         *               be cloned.
         * @see java.lang.Cloneable
         */
        protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

    这段源码的@exception部分的描述内容明确指出对象类必须支持Cloneable接口,否则即使派生类覆盖了Object#clone()方法,也会抛出CloneNotSupportedException这个异常。

    为什么一定要覆盖Object类的clone方法呢?主要有俩方面因素:

    1:我们看上面的Object类的clone方法源码发现该方法的访问控制权限为protected ,如果我们不在子类中覆盖它,将访问权限变为 public;那么就使得clone方法对使用者不可见。

    2:覆盖方法,显然是重写重写定制该方法行为了,对吧?比如我们下面时候的深浅拷贝

     有了上面这段clone技术的基本的知识后,我们先了解下clone技术的原理。查阅下资料可知:

    Object类的clone方法原理是从内从中(具体说是对内存)以二级制流的方式进行拷贝,重新分配一个内存模块来克隆一个新的java对象。

    我们从程序上来验证这点:

     public class TestClone implements Cloneable {
        public TestClone() {
            System.out.println("    构造函数被执行了");
        }
        public TestClone clone() {
            TestClone testClone = null;
            try {
                testClone = (TestClone) super.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return testClone;
        }
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("第一次开始执行构造函数");
            TestClone testClone = new TestClone();
            System.out.println("看clone是否会执行构造函数");
            TestClone testClone1 = testClone.clone();
        }
    }

    运行结果如下:

    第一次开始执行构造函数

        构造函数被执行了

    clone是否会执行构造函数

    显然使用clone方法克隆java对象的时候,并没有去执行java类的构造方法,而是直接从堆内存中复制出新内存对象。

    clone和深clone

    在解释什么是深拷贝和浅拷贝之前,我们先来看看例子

    import java.util.ArrayList;
    public class TestShenQianClone implements Cloneable {
        private ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
        public TestShenQianClone clone() {
            TestShenQianClone testClone = null;
            try {
               testClone = (TestShenQianClone) super.clone();
            } catch (CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return testClone;
        }
        public ArrayList<String> getArrayList() {
            return this.arrayList;
        }
        public void setValue(String value) {
            arrayList.add(value);
        }
        public static void main(String[] args) {
            TestShenQianClone testClone = new TestShenQianClone();
            testClone.setValue("张三");
            TestShenQianClone testClone1 = testClone.clone();
            testClone1.setValue("李四");
            System.out.println(testClone.getArrayList());
            System.out.println(testClone1.getArrayList());
        }
    }

    运行结果为:

    [张三, 李四]

    [张三, 李四]

    为什么会这样?因为Java做了一个偷懒的浅拷贝,Object类提供的clone方法只是拷贝本对象(即:原型类型数据(int,short,bit,long等)和不可变对象(String)以及可变对象引用)。

    对于上面的该例子:只是拷贝了arrayList引用,该new ArrayList<String>()数组对象还是公用同一份。类似下图

      

    而我们希望不是俩个对象公用同一对象内存数据。我们希望一个对象一个。

    那如果要达到这样的效果,我们该如何做呢?

    看看调整后的代码

     

    程序改动点有一开始的

    testClone = (TestShenQianClone) super.clone();

    变成了现在的

    testClone = (TestShenQianClone) super.clone();
    testClone.arrayList = (ArrayList<String>) this.arrayList.clone();

    那看看效果如果,看运行结果:

    [张三]
    [张三, 李四]

    效果出来了吧。testClone的数据(张三)拷贝到了testClone1中了,但是testClone1的数据(李四)只是他自己的。

    因此:如果java类中含有可变类对象引用,要执行拷贝的话,需要分别对这些可变类对象进行拷贝,才能达到深度拷贝。

    可变类对象引用解释:这个类不是final类型的对象应用。其中String就不是这种,而是不可变类型引用。

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