菜鸟学设计模式----原型模式

原型模式是用来创建重复的对象，同时又能保证性能的一种建造者模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式使用了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当创建对象消耗太大的时候，使用这种模式。。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。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

介绍

意图：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型去创建新的对象
主要解决：在运行期建立和删除原型
何时使用：1.当一个系统应该独立于它的产品创建、构成和表示时 2.当要实例化的类是在运行时指定时，如动态加载 3.为了避免创建一个和产品类层次平时的工厂类层次时 4.当一个类的实例只能由几个不同状态组合中的一种时，建立相应数目的原型并克隆它们，可能比每次用合适的状态手工实例化更加方便。
如何解决：利用已有的一个原型对象，快速生成和原型对象一样的实例。
关键代码：1.实现克隆操作，继承Cloneable，重写clone() 2.同建造者模式类似。原型模式同样用于隔离类对象的使用者和具体类型（易变类）之间的耦合关系，它同样要求这些”易变类”拥有稳定的接口。
应用实例：1.细胞分裂 2.Java中的clone()方法
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的考虑，通常这对于一个新类不是难题，但是对于一个已有的类，特别是一个类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 3.逃避构造函数的约束（既是优点，又是缺点）
使用场景：1.资源优化场景 2.类初始化需要非常多的资源，包括数据、硬件资源等。 3.要求性能和安全的场景。 4.通过new产生一个对象时，需要繁琐的数据准备和访问权限的时候，则可以使用原型模式。 5.一个对象多个修改者的场景。 6.一个对象提供给其他对象调用，而且每个调用者都可能修改其值，此时可以考虑用原型模式提供多个对象供调用者使用。 7.在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用
注意事项：与通过对一个类进行实例化来构造新对象不同的是，原型模式是通过拷贝一个现有对象生成新对象的。浅拷贝实现 Cloneable，重写，深拷贝是通过实现 Serializable 读取二进制流。

实现

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。
PrototypPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeCache 类来获取 Shape 对象。

第一步：创建一个实现了Cloneable接口的抽象类

public abstract class Shaper implements Cloneable{    private String id;    protected String type;    abstract  void draw();    public void setId(String id) {        this.id = id;    }    public String getId() {        return id;    }    public void setType(String type) {        this.type = type;    }    public String getType() {        return type;    }    @Override    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}

第二步：创建拓展了抽象类的实体类

Rectangle.java

public class Rectangle extends Shaper{    public Rectangle()    {        type="Rectangle";    }    @Override    void draw() {        System.out.println("RectangleType");    }}

Circle.java

public class Circle extends Shaper{    public Circle()    {        type="CircleType";    }    @Override    void draw() {        System.out.println("CircleType");    }}

Square.java

public class Square extends Shaper{    public Square()    {        type="SquareType";    }    @Override    void draw() {        System.out.println("SquareType");    }}

第三步：创建一个类，从数据库获取实体类，并把它们存储在一个 Hashtable 中。

public class ShapeCache {    private static Hashtable<String,Shaper> cacheShape=new Hashtable<>();    public static Shaper getShape(String id)    {        try {            return (Shaper) cacheShape.get(id).clone();        } catch (CloneNotSupportedException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }    public static void loadCache()    {        Rectangle rectangle=new Rectangle();        rectangle.setId("1");        cacheShape.put(rectangle.getId(),rectangle);        Square square=new Square();        square.setId("2");        cacheShape.put(square.getId(),square);        Circle circle=new Circle();        circle.setId("3");        cacheShape.put(circle.getId(),circle);    }}

第四步：PrototypePatternDemo 使用 ShapeCache 类来获取存储在 Hashtable 中的形状的克隆。

public class PrototypePatternDemo {    public static void main(String []args)    {        ShapeCache.loadCache();        Shaper rectCloned=ShapeCache.getShape("1");        System.out.println("Shape:"+rectCloned.getType());        Shaper squareCloned=ShapeCache.getShape("2");        System.out.println("Shape:"+squareCloned.getType());        Shaper circleCloned=ShapeCache.getShape("3");        System.out.println("Shape:"+circleCloned.getType());    }}

第五步：验证结果

Shape:RectangleShape:SquareTypeShape:Circle