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一文帶你讀懂java中的對象拷貝

本篇文章為大家展示了一文帶你讀懂java中的對象拷貝，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

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java對象拷貝詳解及實例

Java賦值是復(fù)制對象引用，如果我們想要得到一個對象的副本，使用賦值操作是無法達(dá)到目的的：

@Test
public void testassign(){
 Person p1=new Person();
 p1.setAge(31);
 p1.setName("Peter");

 Person p2=p1;
 System.out.println(p1==p2);//true
}

如果創(chuàng)建一個對象的新的副本，也就是說他們的初始狀態(tài)完全一樣，但以后可以改變各自的狀態(tài)，而互不影響，就需要用到j(luò)ava中對象的復(fù)制，如原生的clone()方法。

如何進(jìn)行對象克隆

Object對象有個clone()方法，實現(xiàn)了對象中各個屬性的復(fù)制，但它的可見范圍是protected的，所以實體類使用克隆的前提是：

① 實現(xiàn)Cloneable接口，這是一個標(biāo)記接口，自身沒有方法。

② 覆蓋clone()方法，可見性提升為public。

@Data
public class Person implements Cloneable {
  private String name;
  private Integer age;
  private Address address;
  @Override
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
  }
}

@Test
public void testShallowCopy() throws Exception{
 Person p1=new Person();
 p1.setAge(31);
 p1.setName("Peter");

 Person p2=(Person) p1.clone();
 System.out.println(p1==p2);//false
 p2.setName("Jacky");
 System.out.println("p1="+p1);//p1=Person [name=Peter, age=31]
 System.out.println("p2="+p2);//p2=Person [name=Jacky, age=31]
}

該測試用例只有兩個基本類型的成員，測試達(dá)到目的了。

事情貌似沒有這么簡單，為Person增加一個Address類的成員：

@Data
public class Address {
  private String type;
  private String value;
}

再來測試，問題來了。

@Test
public void testShallowCopy() throws Exception{
 Address address=new Address();
 address.setType("Home");
 address.setValue("北京");

 Person p1=new Person();
 p1.setAge(31);
 p1.setName("Peter");
 p1.setAddress(address);

 Person p2=(Person) p1.clone();
 System.out.println(p1==p2);//false

 p2.getAddress().setType("Office");
 System.out.println("p1="+p1);
 System.out.println("p2="+p2);
}

查看輸出：

false
p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

遇到了點(diǎn)麻煩，只修改了p2的地址類型，兩個地址類型都變成了Office。

淺拷貝和深拷貝

前面實例中是淺拷貝和深拷貝的典型用例。

淺拷貝：被復(fù)制對象的所有值屬性都含有與原來對象的相同，而所有的對象引用屬性仍然指向原來的對象。

深拷貝：在淺拷貝的基礎(chǔ)上，所有引用其他對象的變量也進(jìn)行了clone，并指向被復(fù)制過的新對象。

也就是說，一個默認(rèn)的clone()方法實現(xiàn)機(jī)制，仍然是賦值。

如果一個被復(fù)制的屬性都是基本類型，那么只需要實現(xiàn)當(dāng)前類的cloneable機(jī)制就可以了，此為淺拷貝。

如果被復(fù)制對象的屬性包含其他實體類對象引用，那么這些實體類對象都需要實現(xiàn)cloneable接口并覆蓋clone()方法。

@Data
public class Address implements Cloneable {
  private String type;
  private String value;

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

這樣還不夠，Person的clone()需要顯式地clone其引用成員。

@Data
public class Person implements Cloneable {
  private String name;
  private Integer age;
  private Address address;
  @Override
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Object obj=super.clone();
    Address a=((Person)obj).getAddress();
    ((Person)obj).setAddress((Address) a.clone());
    return obj;
  }
}

重新跑前面的測試用例：

false
p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

clone方式深拷貝小結(jié)

① 如果有一個非原生成員，如自定義對象的成員，那么就需要：

  1. 該成員實現(xiàn)Cloneable接口并覆蓋clone()方法，不要忘記提升為public可見。
     
  2. 同時，修改被復(fù)制類的clone()方法，增加成員的克隆邏輯。

② 如果被復(fù)制對象不是直接繼承Object，中間還有其它繼承層次，每一層super類都需要實現(xiàn)Cloneable接口并覆蓋clone()方法。

與對象成員不同，繼承關(guān)系中的clone不需要被復(fù)制類的clone()做多余的工作。

一句話來說，如果實現(xiàn)完整的深拷貝，需要被復(fù)制對象的繼承鏈、引用鏈上的每一個對象都實現(xiàn)克隆機(jī)制。

前面的實例還可以接受，如果有N個對象成員，有M層繼承關(guān)系，就會很麻煩。

利用序列化實現(xiàn)深拷貝

clone機(jī)制不是強(qiáng)類型的限制，比如實現(xiàn)了Cloneable并沒有強(qiáng)制繼承鏈上的對象也實現(xiàn)；也沒有強(qiáng)制要求覆蓋clone()方法。因此編碼過程中比較容易忽略其中一個環(huán)節(jié)，對于復(fù)雜的項目排查就是困難了。

要尋找可靠的，簡單的方法，序列化就是一種途徑。

1.被復(fù)制對象的繼承鏈、引用鏈上的每一個對象都實現(xiàn)java.io.Serializable接口。這個比較簡單，不需要實現(xiàn)任何方法，serialVersionID的要求不強(qiáng)制，對深拷貝來說沒毛病。

2.實現(xiàn)自己的deepClone方法，將this寫入流，再讀出來。俗稱：冷凍-解凍。

@Data
public class Person implements Serializable {
  private String name;
  private Integer age;
  private Address address;
  public Person deepClone() {
    Person p2=null;
    Person p1=this;
    PipedOutputStream out=new PipedOutputStream();
    PipedInputStream in=new PipedInputStream();
    try {
      in.connect(out);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    try(ObjectOutputStream bo=new ObjectOutputStream(out);
        ObjectInputStream bi=new ObjectInputStream(in);) {
      bo.writeObject(p1);
      p2=(Person) bi.readObject();

    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return p2;
  }
}

原型工廠類

為了便于測試，也節(jié)省篇幅，封裝一個工廠類。

公平起見，避免某些工具庫使用緩存機(jī)制，使用原型方式工廠。

public class PersonFactory{
  public static Person newPrototypeInstance(){
    Address address = new Address();
    address.setType("Home");
    address.setValue("北京");

    Person p1 = new Person();
    p1.setAddress(address);
    p1.setAge(31);
    p1.setName("Peter");
    return p1;
  }
}

利用Dozer拷貝對象

Dozer是一個Bean處理類庫。

maven依賴

<dependency>
 <groupId>net.sf.dozer</groupId>
 <artifactId>dozer</artifactId>
 <version>5.5.1</version>
</dependency>

測試用例：

@Data
public class Person {
  private String name;
  private Integer age;
  private Address address;

  @Test
  public void testDozer() {
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
    Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
    p2.getAddress().setType("Office");
    System.out.println("p1=" + p1);
    System.out.println("p2=" + p2);
  }
}

@Data
public class Address {
  private String type;
  private String value;
}

輸出：

p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

注意：在萬次測試中dozer有一個很嚴(yán)重的問題，如果DozerBeanMapper對象在for循環(huán)中創(chuàng)建，效率（dozer:7358）降低近10倍。由于DozerBeanMapper是線程安全的，所以不應(yīng)該每次都創(chuàng)建新的實例?？梢宰詭У膯卫SDozerBeanMapperSingletonWrapper來創(chuàng)建mapper，或集成到spring中。

還有更暴力的，創(chuàng)建一個People類：

@Data
public class People {
  private String name;
  private String age;//這里已經(jīng)不是Integer了
  private Address address;

  @Test
  public void testDozer() {
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
    People p2 = mapper.map(p1, People.class);
    p2.getAddress().setType("Office");
    System.out.println("p1=" + p1);
    System.out.println("p2=" + p2);
  }
}

只要屬性名相同，干~

繼續(xù)蹂躪：

@Data
public class People {
  private String name;
  private String age;
  private Map<String,String> address;//&#65533;&#65533;

  @Test
  public void testDozer() {
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
    People p2 = mapper.map(p1, People.class);
    p2.getAddress().put("type", "Office");
    System.out.println("p1=" + p1);
    System.out.println("p2=" + p2);
  }
}

利用Commons-BeanUtils復(fù)制對象

maven依賴

<dependency>
 <groupId>commons-beanutils</groupId>
 <artifactId>commons-beanutils</artifactId>
 <version>1.9.3</version>
</dependency>

測試用例：

@Data
public class Person {
  private String name;
  private String age;
  private Address address;

  @Test
  public void testCommonsBeanUtils(){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
    try {
      Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
      System.out.println("p1=" + p1);
      p2.getAddress().setType("Office");
      System.out.println("p2=" + p2);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

利用cglib復(fù)制對象

maven依賴：

<dependency>
 <groupId>cglib</groupId>
 <artifactId>cglib</artifactId>
 <version>3.2.4</version>
</dependency>

測試用例：

@Test
public void testCglib(){
 Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
 BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, false);
 Person p2=new Person();
 beanCopier.copy(p1, p2,null);
 p2.getAddress().setType("Office");
 System.out.println("p1=" + p1);
 System.out.println("p2=" + p2);
}

結(jié)果大跌眼鏡，cglib這么牛x，居然是淺拷貝。不過cglib提供了擴(kuò)展能力：

@Test
public void testCglib(){
 Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
 BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);
 Person p2=new Person();
 beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){
  @Override
  public Object convert(Object value, Class target, Object context) {
   if(target.isSynthetic()){
    BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
   }
   return value;
  }
 });
 p2.getAddress().setType("Office");
 System.out.println("p1=" + p1);
 System.out.println("p2=" + p2);
}

Orika復(fù)制對象

orika的作用不僅僅在于處理bean拷貝，更擅長各種類型之間的轉(zhuǎn)換。

maven依賴：

<dependency>
 <groupId>ma.glasnost.orika</groupId>
 <artifactId>orika-core</artifactId>
 <version>1.5.0</version>
</dependency>
</dependencies>

測試用例：

@Test
public void testOrika() {
 MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

 mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)
 .byDefault()
 .register();
 ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();
 MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

 Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
 Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
 System.out.println("p1=" + p1);
 p2.getAddress().setType("Office");
 System.out.println("p2=" + p2);
}

Spring BeanUtils復(fù)制對象

給Spring個面子，貌似它不支持深拷貝。

Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2 = new Person();
Person p2 = (Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
//BeanUtils.copyProperties(p2, p1);//這個更沒戲

深拷貝性能對比

@Test
public void testBatchDozer(){
 Long start=System.currentTimeMillis();
 Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
 }
 System.out.println("dozer:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //dozer:721
}
@Test
public void testBatchBeanUtils(){
 Long start=System.currentTimeMillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  try {
   Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
 System.out.println("commons-beanutils:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //commons-beanutils：229
}
@Test
public void testBatchCglib(){
 Long start=System.currentTimeMillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);
  Person p2=new Person();
  beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){
   @Override
   public Object convert(Object value, Class target, Object context) {
    if(target.isSynthetic()){
     BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
    }
    return value;
   }
  });
 }
 System.out.println("cglib:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //cglib:133
}
@Test
public void testBatchSerial(){
 Long start=System.currentTimeMillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  Person p2=p1.deepClone();
 }
 System.out.println("serializable:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //serializable:687
}
@Test
public void testBatchOrika() {
 MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

 mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)
 .field("name", "name")
 .byDefault()
 .register();
 ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();
 MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

 Long start=System.currentTimeMillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
 }
 System.out.println("orika:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //orika:83
}

@Test
public void testBatchClone(){
 Long start=System.currentTimeMillis();
 for(int i=0;i<10000;i++){
  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
  try {
   Person p2=(Person) p1.clone();
  } catch (CloneNotSupportedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }
 System.out.println("clone:"+(System.currentTimeMillis()-start));
 //clone:8
}

（10k）性能比較：

//dozer:721
//commons-beanutils：229
//cglib:133
//serializable:687
//orika:83
//clone:8

深拷貝總結(jié)

原生的clone效率無疑是最高的，用腳趾頭都能想到。

偶爾用一次，用哪個都問題都不大。

一般性能要求稍高的應(yīng)用場景，cglib和orika完全可以接受。

另外一個考慮的因素，如果項目已經(jīng)引入了某個依賴，就用那個依賴來做吧，沒必要再引入一個第三方依賴。

上述內(nèi)容就是一文帶你讀懂java中的對象拷貝，你們學(xué)到知識或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

本文名稱：一文帶你讀懂java中的對象拷貝
文章鏈接：http://aaarwkj.com/article34/pcdspe.html

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