创建型模式：原型模式

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对象的克隆——原型模式

参考

深入理解原型模式 ——通过复制生成实例

概念

原型模式介绍
在面向对象系统中，使用原型模式来复制一个对象自身，从而克隆出多个与原型对象一模一样的对象。

另外在软件系统中，有些对象的创建过程较为复杂，而且有时候需要频繁创建，
原型模式通过给出一个原型对象来指明所要创建的对象的类型，
然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象，这就是原型模式的意图所在。

原型模式适用场景
我们现在一般会使用new关键字指定类名生成类的实例
我们以前使用java.lang.Cloneable的一个很大原因是使用new创建对象的速度相对来说会慢一些，
随着JVM性能的提升，new的速度和Object的clone（）方法的速度差不多了。

使用new关键字创建类的时候必须指定类名，
但是在开发过程中也会有“在不指定类名的前提下生成实例”的需求。
例如，在下面这些情况下，就需要根据现有的实例来生成新的实例。

1) 对象种类繁多，无法将他们整合到一个类的时候；
2) 难以根据类生成实例时；
3) 想解耦框架与生成的实例时。
如果想要让生成实例的框架不再依赖于具体的类，
这时，不能指定类名来生成实例，而要事先“注册”一个“原型”实例，然后通过复制该实例来生成新的实例。

模式分析
在原型模式结构中定义了一个抽象原型类，所有的Java类都继承自java.lang.Object，
而Object类提供一个clone()方法，可以将一个Java对象复制一份。
因此在Java中可以直接使用Object提供的clone()方法来实现对象的克隆，J
ava语言中的原型模式实现很简单。
能够实现克隆的Java类必须实现一个标识接口Cloneable，表示这个Java类支持复制。
如果一个类没有实现这个接口但是调用了clone()方法，Java编译器将抛出一个CloneNotSupportedException异常。
注意： `java.lang.Cloneable 只是起到告诉程序可以调用clone方法的作用，它本身并没有定义任何方法。
在使用原型模式克隆对象时，根据其成员对象是否也克隆，原型模式可以分为两种形式：深克隆 和 浅克隆 。

模式优缺点分析
原型模式的优点：
当创建新的对象实例较为复杂时，使用原型模式可以简化对象的创建过程，通过一个已有实例可以提高新实例的创建效率。
可以动态增加或减少产品类。
原型模式提供了简化的创建结构。
可以使用深克隆的方式保存对象的状态。

原型模式的缺点：
需要为每一个类配备一个克隆方法，而且这个克隆方法需要对类的功能进行通盘考虑，
这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，不一定是件容易的事，必须修改其源代码，违背了“开闭原则”。
在实现深克隆时需要编写较为复杂的代码

原型模式的实际应用案例
(1) 原型模式应用于很多软件中，如果每次创建一个对象要花大量时间，原型模式是最好的解决方案。
很多软件提供的复制(Ctrl + C)和粘贴(Ctrl + V)操作就是原型模式的应用，
复制得到的对象与原型对象是两个类型相同但内存地址不同的对象，
通过原型模式可以大大提高对象的创建效率。

(2) 在Struts2中为了保证线程的安全性，Action对象的创建使用了原型模式，
访问一个已经存在的`Action对象时将通过克隆的方式创建出一个新的对象，
从而保证其中定义的变量无须进行加锁实现同步，
每一个Action中都有自己的成员变量，避免Struts1因使用单例模式而导致的并发和同步问题。

(3) 在Spring中，用户也可以采用原型模式来创建新的bean实例，从而实现每次获取的是通过克隆生成的新实例，
对其进行修改时对原有实例对象不造成任何影响。