Java中的深浅拷贝问题,你清楚吗?

简介: Java中的深浅拷贝问题,你清楚吗?

一、前言

拷贝这个词想必大家都很熟悉,在工作中经常需要拷贝一份文件作为副本。拷贝的好处也很明显,相较于新建来说,可以节省很大的工作量。在Java中,同样存在拷贝这个概念,拷贝的意义也是可以节省创建对象的开销。

Object类中有一个方法clone(),具体方法如下:

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
  1. 该方法由 protected 修饰,java中所有类默认是继承Object类的,重载后的clone()方法为了保证其他类都可以正常调用,修饰符需要改成public
  2. 该方法是一个native方法,被native修饰的方法实际上是由非Java代码实现的,效率要高于普通的java方法。
  3. 该方法的返回值是Object对象,因此我们需要强转成我们需要的类型。
  4. 该方法抛出了一个CloneNotSupportedException异常,意思就是不支持拷贝,需要我们实现Cloneable接口来标记,这个类支持拷贝。

为了演示方便,我们新建两个实体类DeptUser,其中User依赖了Dept,实体类代码如下:

Dept

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Dept {

    private int deptNo;
    private String name;
}

User

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User {

    private int age;
    private String name;
    private Dept dept;
}

二、浅拷贝

对于基本类型的的属性,浅拷贝会将属性值复制给新的对象,而对于引用类型的属性,浅拷贝会将引用复制给新的对象。而像StringInteger这些引用类型,都不是不可变的,拷贝的时候会创建一份新的内存空间来存放值,并且将新的引用指向新的内存空间。不可变类型是特殊的引用类型,我们姑且认为这些final类型的应用也是复制值。

浅拷贝功能实现

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User implements Cloneable{

    private int age;
    private String name;
    private Dept dept;
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

如何验证我们的结论呢?首先对比被拷贝出的对象和原对象是否相等,不等则说明是新拷贝出的一个对象。其次修改拷贝出对象的基本类型属性,如果原对象的此属性发生了修改,则说明基本类型的属性是同一个,最后修改拷贝出对象的引用类型对象即Dept属性,如果原对象的此属性发生了改变,则说明引用类型的属性是同一个。清楚测试原理后,我们写一段测试代码来验证我们的结论。

public static void main(String[] args) throws Exception{

    Dept dept = new Dept(12, "市场部");
    User user = new User(18, "Java旅途", dept);

    User user1 = (User)user.clone();
    System.out.println(user == user1);
    System.out.println();

    user1.setAge(20);
    System.out.println(user);
    System.out.println(user1);
    System.out.println();

    dept.setName("研发部");
    System.out.println(user);
    System.out.println(user1);
}

上面代码的运行结果如下

false

User{age=18, name='Java', dept=Dept{deptNo=12, name='市场部'}}
User{age=20, name='Java', dept=Dept{deptNo=12, name='市场部'}}

User{age=18, name='Java', dept=Dept{deptNo=12, name='研发部'}}
User{age=20, name='Java', dept=Dept{deptNo=12, name='研发部'}}

三、深拷贝

相较于浅拷贝而言,深拷贝除了会将基本类型的属性复制外,还会将引用类型的属性也会复制。

深拷贝功能实现

在拷贝user的时候,同时将user中的dept属性进行拷贝。

dept类:

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Dept implements Cloneable {

    private int deptNo;
    private String name;

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

user类:

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User implements Cloneable{

    private int age;
    private String name;
    private Dept dept;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        User user = (User) super.clone();
        user.dept =(Dept) dept.clone();
        return user;
    }
}

使用浅拷贝的测试代码继续测试,运行结果如下:

false

User{age=18, name='Java旅途', dept=Dept{deptNo=12, name='市场部'}}
User{age=20, name='Java旅途', dept=Dept{deptNo=12, name='市场部'}}

User{age=18, name='Java旅途', dept=Dept{deptNo=12, name='研发部'}}
User{age=20, name='Java旅途', dept=Dept{deptNo=12, name='市场部'}}

除此之外,还可以利用反序列化实现深拷贝,先将对象序列化成字节流,然后再将字节流序列化成对象,这样就会产生一个新的对象。

参考:再见:深拷贝、浅拷贝问题!——CodeSheep

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