对象克隆 -- 原型模式 (Prototype Pattern) 介绍 使用场景案例分析 优缺点 及代码演示
一句话概括：
创建重复的对象，同时又能保证性能。
补充介绍：
原型模式（Prototype Pattern）实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象代价比较大时则采用这种模式。
例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建，我们则可以缓存该对象，在下次调用的时候直接返回它的克隆，在需要的时候来更新数据库，以减少对数据库的调用。
利用已有的一个原型对象，快速地生成和原型对象一样的实例。
参与角色:
1）原型对象的基类
2）原型对象实现类
3）缓存原型对象的类
优点：
1）性能提高；
2）逃避构造函数的约束
缺点：
1）配备克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，这对于全新的类不是很难，但对于已有的类不一定很容易，特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候；
2）必须实现 Cloneable 接口
使用案例或场景：
使用场景：
资源优化场景。
对象构建需要消耗很多资源，包括数据库资源硬件资源等。
性能和安全都有要求。
一个对象多个修改者。
一个对象需要供给多个对象调用，而各个调用者都有可能需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象，以供给多个调用者使用。
在实际项目中，原型模式很少单独出现，通常是和工厂方法模式一起出现，通过clone方法创建一个对象，然后通过工厂方法提供给调用者，原型模式已经与java融为一体，可以随时通过clone方法来使用。
案例：
Java里面的clone方法；
Spring 里面可以设置bean的类型为prototype，这样可以创建多个一样的bean。
示例程序
需要源码的朋友可以前往github下载：
https://github.com/aharddreamer/chendong/tree/master/design-patterns/demo-code/design-patterns
程序简介：
我们将创建一个抽象类 Shape 和扩展了 Shape 类的实体类。下一步是定义类 ShapeCache，该类把 shape 对象存储在一个 Hashtable 中，并在请求的时候返回它们的克隆。
类清单：
Shape 原型对象的基类
ShapeCache 缓存Shape对象的类
Circle 原型对象的实现类1
Rectangle 原型对象的实现类2
Square 原型对象的实现类3
PrototypePatternTest 测试类
代码：
public abstract class Shape implements Cloneable {
private String id;
protected String type;
abstract void draw();
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getType() {
return type;
}
public void setType(String type) {
this.type = type;
}
public Object clone() {
Object clone = null;
try {
clone = super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return clone;
}
}
public class Circle extends Shape {
public Circle() {
type = "Circle";
}
@Override
void draw() {
System.out.println("Circle draw...");
}
}
public class Rectangle extends Shape {
public Rectangle() {
type = "Rectangle";
}
@Override
void draw() {
System.out.println("Rectangle draw...");
}
}
public class Square extends Shape {
public Square() {
type = "Square";
}
@Override
void draw() {
System.out.println("Square draw...");
}
}
public class ShapeCache {
private static Hashtable<String, Shape> shapeMap = new Hashtable<>();
public static Shape getShape(String shapeId) {
Shape shape = shapeMap.get(shapeId);
return (Shape) shape.clone();
}
// 对每种形状都运行数据库查询，并创建该形状
// shapeMap.put(shapeKey, shape);
// 例如，我们要添加三种形状
public static void loadCache() {
Circle circle = new Circle();
circle.setId("1");
shapeMap.put(circle.getId(),circle);
Square square = new Square();
square.setId("2");
shapeMap.put(square.getId(),square);
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.setId("3");
shapeMap.put(rectangle.getId(),rectangle);
}
}
public class PrototypePatternTest {
public static void main(String[] args) {
ShapeCache.loadCache();
Shape cloneShape1 = ShapeCache.getShape("1");
System.out.println("Shape: " + cloneShape1);
cloneShape1.draw();
Shape cloneShape2 = ShapeCache.getShape("2");
System.out.println("Shape: " + cloneShape2);
cloneShape2.draw();
Shape cloneShape3 = ShapeCache.getShape("3");
System.out.println("Shape: " + cloneShape3);
cloneShape3.draw();
}
}
运行结果：
Shape: org.cd.designpatterns.prototype.Circle@279f2327
Circle draw...
Shape: org.cd.designpatterns.prototype.Square@2ff4acd0
Square draw...
Shape: org.cd.designpatterns.prototype.Rectangle@54bedef2
Rectangle draw...
参考：
《原型模式》菜鸟教程网站
