三分钟了解标记接口 Cloneable

三分钟了解标记接口 Cloneable

1. 接口定义

Cloneable 是一个标记接口（marker interface），没有定义任何方法。它的主要作用是表明某个类的对象可以通过 Object.clone() 方法进行克隆。

2. 用途

• 标记可克隆性：当一个类实现了 Cloneable 接口时，表示该类允许通过 Object.clone() 方法创建其对象的副本。
• 避免异常：如果未实现 Cloneable 接口而直接调用 Object.clone() 方法，会抛出 CloneNotSupportedException 异常。

3. 工作原理

• Object.clone() 是一个受保护的方法，默认情况下只能被子类调用。
• 如果一个类实现了 Cloneable 接口，Object.clone() 方法会尝试创建并返回该对象的一个副本。
• 如果未实现 Cloneable 接口，调用 Object.clone() 时会抛出 CloneNotSupportedException。

4. 约定

• 按照惯例，实现 Cloneable 接口的类应该重写 Object.clone() 方法，并将其声明为 public，以便外部可以调用。
• 具体实现需要考虑深拷贝（Deep Copy）和浅拷贝（Shallow Copy）的区别。

5. 注意事项

• 接口中无 clone 方法：Cloneable 接口本身并不包含 clone 方法，因此不能仅凭实现该接口就保证对象可以被克隆。
• 反射调用不保证成功：即使通过反射调用 clone 方法，也不能保证一定成功，因为克隆行为依赖于具体类的实现。

6. 示例

以下是一个实现 Cloneable 接口并重写 clone 方法的简单示例：

public class MyClass implements Cloneable {
    private int value;
    private Profession profession;

    public MyClass(int value, Profession profession) {
        this.value = value;
        this.profession = profession;
    }

    public String toString() {
        return "职业: " + profession.getName() + ", 价值: " + value;
    }

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

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Profession profession = new Profession("医生");
            MyClass original = new MyClass(10, profession);
            MyClass copy = (MyClass) original.clone();
            System.out.println(original);
            System.out.println(copy);
            original.value = 20;
            profession.setName("工程师");
            System.out.println(original);
            System.out.println(copy);
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class Profession implements Cloneable  {
    @Getter @Setter
    private String name;
    public Profession(String name) {
        this.name = name;
    }

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

打印内容：

初始-职业: 医生, 价值: 10
复制-职业: 医生, 价值: 10
初始-职业: 工程师, 价值: 20
复制-职业: 工程师, 价值: 10

可以观察到，默认的 clone() 方法复制对象时，基本类型字段的值会被直接复制，但对象引用字段只会复制引用（即新旧对象共享同一块内存中的子对象）。

实现深拷贝，需要递归复制所有引用对象。修改上述类的 clone 方法如下：

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass copy = (MyClass) super.clone();
        copy.profession = (Profession) profession.clone();  // 递归克隆引用对象
        return copy;
    }

打印内容：

初始-职业: 医生, 价值: 10
复制-职业: 医生, 价值: 10
初始-职业: 工程师, 价值: 20
复制-职业: 医生, 价值: 10

浅拷贝与深拷贝的关键总结

特性	浅复制	深复制
实现方式	默认 Object.clone()	需重写 clone() 并递归复制所有引用对象
引用对象共享	是（修改引用对象会影响原对象）	否（新旧对象完全独立）
安全性	低（易导致意外副作用）	高（但实现复杂）

7. 最佳实践

- **避免使用 `Cloneable`**：优先选择**不可变对象（Immutable Objects）** 或 **工厂方法/构造器** 创建新对象。
- **深复制的替代方案**：
- Apache Commons Lang 的 `SerializationUtils.clone()`（通过序列化实现深复制）。
- JSON 序列化/反序列化（如 Jackson/Gson）。

总结

Cloneable 接口的主要目的是作为标记接口，表明某个类支持克隆操作。然而，它本身并不提供克隆功能，具体的克隆逻辑需要由类自行实现（通常是重写 Object.clone() 方法）。需要注意的是，克隆行为可能涉及浅拷贝或深拷贝，开发者需根据需求选择合适的实现方式。