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  • 什么是 Java 对象深拷贝?面试必问!

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    640?

    介绍

    在Java语言里,当我们需要拷贝一个对象时,有两种类型的拷贝:浅拷贝与深拷贝。
    浅拷贝只是拷贝了源对象的地址,所以源对象的值发生变化时,拷贝对象的值也会发生变化。
    而深拷贝则是拷贝了源对象的所有值,所以即使源对象的值发生变化时,拷贝对象的值也不会改变。如下图描述:
    640?wx_fmt=png
    了解了浅拷贝和深拷贝的区别之后,本篇博客将教大家几种深拷贝的方法。

    拷贝对象

    首先,我们定义一下需要拷贝的简单对象。
    /**
     * 用户
     */

    public class User {

        private String name;
        private Address address;

        // constructors, getters and setters

    }

    /**
     * 地址
     */

    public class Address {

        private String city;
        private String country;

        // constructors, getters and setters

    }
    如上述代码,我们定义了一个User用户类,包含name姓名,和address地址,其中address并不是字符串,而是另一个Address类,包含country国家和city城市。构造方法和成员变量的get()、set()方法此处我们省略不写。接下来我们将详细描述如何深拷贝User对象。

    方法一 构造函数

    我们可以通过在调用构造函数进行深拷贝,形参如果是基本类型和字符串则直接赋值,如果是对象则重新new一个。

    测试用例

    @Test
    public void constructorCopy() {

        Address address = new Address("杭州""中国");
        User user = new User("大山", address);

        // 调用构造函数时进行深拷贝
        User copyUser = new User(user.getName(), new Address(address.getCity(), address.getCountry()));

        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setCity("深圳");

        // 检查两个对象的值不同
        assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());

    }

    方法二 重载clone()方法

    Object父类有个clone()的拷贝方法,不过它是protected类型的,我们需要重写它并修改为public类型。除此之外,子类还需要实现Cloneable接口来告诉JVM这个类是可以拷贝的。

    重写代码

    让我们修改一下User类,Address类,实现Cloneable接口,使其支持深拷贝。
    /**
     * 地址
     */

    public class Address implements Cloneable {

        private String city;
        private String country;

        // constructors, getters and setters

        @Override
        public Address clone() throws CloneNotSupportedException {
            return (Address) super.clone();
        }

    }


    /**
     * 用户
     */

    public class User implements Cloneable {

        private String name;
        private Address address;

        // constructors, getters and setters

        @Override
        public User clone() throws CloneNotSupportedException {
            User user = (User) super.clone();
            user.setAddress(this.address.clone());
            return user;
        }

    }
    需要注意的是,super.clone()其实是浅拷贝,所以在重写User类的clone()方法时,address对象需要调用address.clone()重新赋值。

    测试用例

    @Test
    public void cloneCopy() throws CloneNotSupportedException {

        Address address = new Address("杭州""中国");
        User user = new User("大山", address);

        // 调用clone()方法进行深拷贝
        User copyUser = user.clone();

        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setCity("深圳");

        // 检查两个对象的值不同
        assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());

    }

    方法三 Apache Commons Lang序列化

    Java提供了序列化的能力,我们可以先将源对象进行序列化,再反序列化生成拷贝对象。但是,使用序列化的前提是拷贝的类(包括其成员变量)需要实现Serializable接口。Apache Commons Lang包对Java序列化进行了封装,我们可以直接使用它。

    重写代码

    让我们修改一下User类,Address类,实现Serializable接口,使其支持序列化。
    /**
     * 地址
     */

    public class Address implements Serializable {

        private String city;
        private String country;

        // constructors, getters and setters

    }


    /**
     * 用户
     */

    public class User implements Serializable {

        private String name;
        private Address address;

        // constructors, getters and setters

    }

    测试用例

    @Test
    public void serializableCopy() {

        Address address = new Address("杭州""中国");
        User user = new User("大山", address);

        // 使用Apache Commons Lang序列化进行深拷贝
        User copyUser = (User) SerializationUtils.clone(user);

        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setCity("深圳");

        // 检查两个对象的值不同
        assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());

    }

    方法四 Gson序列化

    Gson可以将对象序列化成JSON,也可以将JSON反序列化成对象,所以我们可以用它进行深拷贝。

    测试用例

    @Test
    public void gsonCopy() {

        Address address = new Address("杭州""中国");
        User user = new User("大山", address);

        // 使用Gson序列化进行深拷贝
        Gson gson = new Gson();
        User copyUser = gson.fromJson(gson.toJson(user), User.class);

        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setCity("深圳");

        // 检查两个对象的值不同
        assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());

    }

    方法五 Jackson序列化

    Jackson与Gson相似,可以将对象序列化成JSON,明显不同的地方是拷贝的类(包括其成员变量)需要有默认的无参构造函数。

    重写代码

    让我们修改一下User类,Address类,实现默认的无参构造函数,使其支持Jackson。
    /**
     * 用户
     */

    public class User {

        private String name;
        private Address address;

        // constructors, getters and setters

        public User() {
        }

    }


    /**
     * 地址
     */

    public class Address {

        private String city;
        private String country;

        // constructors, getters and setters

        public Address() {
        }

    }

    测试用例

    @Test
    public void jacksonCopy() throws IOException {

        Address address = new Address("杭州""中国");
        User user = new User("大山", address);

        // 使用Jackson序列化进行深拷贝
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        User copyUser = objectMapper.readValue(objectMapper.writeValueAsString(user), User.class);

        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setCity("深圳");

        // 检查两个对象的值不同
        assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());

    }

    总结

    说了这么多深拷贝的实现方法,哪一种方法才是最好的呢?
    最简单的判断就是根据拷贝的类(包括其成员变量)是否提供了深拷贝的构造函数、是否实现了Cloneable接口、是否实现了Serializable接口、是否实现了默认的无参构造函数来进行选择。如果需要详细的考虑,则可以参考下面的表格:
    640?wx_fmt=png

    作者丨吴大山
    wudashan.com/2018/10/14/Java-Deep-Copy


    - END -


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    640

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