设计模式之原型模式

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并通过拷贝这些原型创建新的对象。
原型模式主要用于对象的复制，它的核心就是原型类Prototype。Prototype类需要具备以下两个条件
实现Cloneable接口。在java语言有一个Cloneable接口，它的作用只有一个，就是在运行时通知虚拟机可以安全地在实现了此接口的类上使用clone方法。在java虚拟机中，只有实现了这个接口的类才可以被拷贝，否则在运行时会抛出CloneNotSupportedException异常。
重写Object类中的clone方法。Java中，所有类的父类都是Object类，Object类中有一个clone方法，作用是返回对象的一个拷贝，但是其作用域protected类型的，一般的类无法调用，因此，Prototype类需要将clone方法的作用域修改为public类型。
原型模式是一种比较简单的模式，也非常容易理解，实现一个接口，重写一个方法即完成了原型模式。在实际应用中，原型模式很少单独出现。经常与其他模式混用，他的原型类Prototype也常用抽象类来替代。
代码实例如下：

public class Resume implements Cloneable {    private String name;    private String birthday;    private String sex;    private String school;    private String timeArea;    private String company;    /**     * 构造函数：初始化简历赋值姓名     */    public Resume(String name){        this.name = name;    }    /**     * @desc 设定个人基本信息     * @param birthday 生日     * @param sex 性别     * @param school 毕业学校     * @return void     */    public void setPersonInfo(String birthday,String sex,String school){        this.birthday = birthday;        this.sex = sex;        this.school = school;    }    /**     * @desc 设定工作经历     * @param timeArea 工作年限     * @param company 所在公司     * @return void     */    public void setWorkExperience(String timeArea,String company){        this.timeArea = timeArea;        this.company = company;    }    /**     * 克隆该实例     */    public Object clone(){        Resume resume = null;        try {            resume = (Resume) super.clone();        } catch (CloneNotSupportedException e) {            e.printStackTrace();        }        return resume;    }    public void display(){        System.out.println("姓名：" + name);        System.out.println("生日:" + birthday + ",性别:" + sex + ",毕业学校：" + school);        System.out.println("工作年限:" + timeArea + ",公司:" + company);    }}

客户端测试类

public class Client {    public static void main(String[] args) {        //原型A对象        Resume a = new Resume("小李子");        a.setPersonInfo("2.16", "男", "XX大学");        a.setWorkExperience("2012.09.05", "XX科技有限公司");        //克隆B对象        Resume b = (Resume) a.clone();        //输出A和B对象        System.out.println("----------------A--------------");        a.display();        System.out.println("----------------B--------------");        b.display();        /*         * 测试A==B?         * 对任何的对象x，都有x.clone() !=x，即克隆对象与原对象不是同一个对象         */        System.out.print("A==B?");        System.out.println( a == b);        /*         * 对任何的对象x，都有x.clone().getClass()==x.getClass()，即克隆对象与原对象的类型一样。         */        System.out.print("A.getClass()==B.getClass()?");        System.out.println(a.getClass() == b.getClass());    }}

原型模式的优点及适用场景
使用原型模式创建对象比直接new一个对象在性能上要好的多，因为Object类的clone方法是一个本地方法，它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大对象时，性能的差别非常明显。
使用原型模式的另一个好处是简化对象的创建，使得创建对象就像我们在编辑文档时的复制粘贴一样简单。
因为以上优点，所以在需要重复地创建相似对象时可以考虑使用原型模式。比如需要在一个循环体内创建对象，假如对象创建过程比较复杂或者循环次数很多的话，使用原型模式不但可以简化创建过程，而且可以使系统的整体性能提高很多。

原型模式的注意事项
1.使用原型模式复制对象不会调用类的构造方法。因为对象的复制是通过调用Object类的clone方法来完成的，它直接在内存中复制数据，因此不会调用到类的构造方法。不但构造方法中的代码不会执行，甚至连访问权限都对原型模式无效。还记得单例模式吗？单例模式中，只要将构造方法的访问权限设置为private型，就可以实现单例。但是clone方法直接无视构造方法的权限，所以，单例模式与原型模式是冲突的，在使用时要特别注意。
2.深拷贝与浅拷贝。Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本的数据类型，对于数组、容器对象、引用对象等都不会拷贝，这就是浅拷贝。如果要实现深拷贝，必须将原型模式中的数组、容器对象、引用对象等另行拷贝。
深拷贝与浅拷贝问题中，会发生深拷贝的有java中的8种基本类型以及他们的封装类型，另外还有String类型。其余的都是浅拷贝。