《设计模式》原型模式
定义：
原型模式就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。
它是一种创建型设计模式，允许一个对象再创建另外一个可定制的对象，无需知道创建的细节。
它的工作原理就是：通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象，这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建，即对象.clone().
原型模式的 UML 类图如下所示：
其中：
- Prototype 表示原型类，声明一个克隆自己的接口
- ConcretePrototype 表示具体的原型类，实现一个克隆自己的操作
- Client 让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象(属性一样)
原型模式的注意事项：
创建新的对象比较复杂时，可以使用原型模式简化对象的创建过程，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。
如果原始对象属性发生变化，其他克隆对象也会发生变化，而无需修改代码。
原型模式默认使用浅拷贝克隆对象，如果想实现深拷贝，推荐使用对象序列化方式。
现在有一只羊，姓名为 tom，年龄为1，颜色为白色，需要编写程序创建 10 只和 tom 羊属性完全相同的羊。
使用传统方式对问题进行分析，其 UML 图如下所示：
Sheep 类
public class Sheep { private String name; private int age; private String color; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public Sheep(String name, int age, String color) { this.name = name; this.age = age; this.color = color; } }
Client 类
public class Client { public static void main(String[] args) { Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色"); Sheep sheep1 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); Sheep sheep2 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); Sheep sheep3 = new Sheep(sheep.getName(), sheep.getAge(), sheep.getColor()); //... } }
传统实现方式的优点是简单易操作，也很容易理解。但是，在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较为低下。此外，总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态，不够灵活。
使用原型模式解决这个问题，需要让 Sheep 类实现 Cloneable 接口中的 clone 方法，这样就可以让 Sheep 类具有复制的能力，让程序具有更高的效率和扩展性。
Sheep 类
public class Sheep implements Cloneable{ private String name; private int age; private String color; public Sheep friend; //默认是浅拷贝,直接拷贝地址 private String address = "山羊"; @Override public Object clone() { Sheep sheep = null; try { sheep = (Sheep) super.clone(); //默认是浅拷贝,直接拷贝地址 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return sheep; } @Override public String toString() { return "Sheep{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", color='" + color + '\'' + ", address='" + address + '\'' + '}'; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public Sheep(String name, int age, String color) { this.name = name; this.age = age; this.color = color; } }
Client 类
public class Client { public static void main(String[] args) { Sheep sheep = new Sheep("tom", 1, "白色"); sheep.friend = new Sheep("jack", 2, "黑色"); Sheep sheep1 = (Sheep) sheep.clone(); //sheep1 != sheep,但是 sheep.friend==sheep1.friend Sheep sheep2 = (Sheep) sheep.clone(); //sheep2 != sheep,但是 sheep.friend==sheep2.friend Sheep sheep3 = (Sheep) sheep.clone(); } }
以上就是使用原型模式解决克隆羊问题的具体实现。
原型模式在 Spring 框架中也有应用， AbstractBeanFactory 类中的 doGetBean 方法部分代码如下：
protected <T> T doGetBean(String name, @Nullable Class<T> requiredType, @Nullable Object[] args, boolean typeCheckOnly) throws BeansException { if (mbd.isSingleton()) { sharedInstance = this.getSingleton(beanName, () -> { try { return this.createBean(beanName, mbd, args); } catch (BeansException var5) { this.destroySingleton(beanName); throw var5; } }); 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); } else { //... } //... }
