java 深拷貝與淺拷貝機(jī)制詳解

概要：

在Java中，拷貝分為深拷貝和淺拷貝兩種。java在公共超類Object中實(shí)現(xiàn)了一種叫做clone的方法，這種方法clone出來(lái)的新對(duì)象為淺拷貝，而通過(guò)自己定義的clone方法為深拷貝。

（一）Object中clone方法

如果我們new出一個(gè)新對(duì)象，用一個(gè)聲明去引用它，之后又用另一個(gè)聲明去引用前一個(gè)聲明，那么最后的結(jié)果是：這兩個(gè)聲明的變量將指向同一個(gè)對(duì)象，一處被改全部被改。如果我們想創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的copy，這個(gè)copy和對(duì)象的各種屬性完全相同，而且修改這個(gè)copy和原對(duì)象毫無(wú)關(guān)系，那么這個(gè)時(shí)候我們就要用到clone方法。

ClassA類中關(guān)于clone方法的重寫部分：

1.如何使用Object中clone方法的

有人總結(jié)使用clone方法的四條法則，我們一起分享一下：

1. 為了獲取對(duì)象的一份拷貝，我們可以利用Object類的clone()方法。
2. 在派生類中覆蓋基類的clone()方法，并聲明為public。
3. 在派生類的clone()方法中，調(diào)用super.clone()。
4. 在派生類中實(shí)現(xiàn)Cloneable接口。

 2.protected修飾的clone方法

在java.lang.Object的中，他將clone方法設(shè)置為protected修飾，這是很特殊的一種情況。protected的作用域是：包可見(jiàn)+可繼承。之所以這樣設(shè)置，是因?yàn)檫@個(gè)方法要返回的是克隆出來(lái)的對(duì)象，即clone方法要去克隆的類型是未知的，沒(méi)有辦法確定返回值的類型，自然只能讓子孫后代來(lái)實(shí)現(xiàn)它重寫它，為了能夠讓后代繼承而又不過(guò)與張開(kāi)，設(shè)置為了protected類型。

3.實(shí)現(xiàn)clone方法需要實(shí)現(xiàn)Cloneable接口

那么我們重寫clone方法的時(shí)候?yàn)槭裁匆?shí)現(xiàn)Cloneable接口呢？事實(shí)上，Cloneable接口是java中的一個(gè)標(biāo)記接口，標(biāo)記接口是指那些沒(méi)有方法和屬性的接口，他們存在只是為了讓大家知道一些信息，而且在用：xxx instanceof Cloneable 的時(shí)候可以進(jìn)行判斷。Cloneable這個(gè)接口的出現(xiàn)就是為了讓設(shè)計(jì)者知道要進(jìn)行克隆處理了。如果一個(gè)對(duì)象需要克隆，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)（實(shí)際上，這里的“實(shí)現(xiàn)”換成“寫上”更準(zhǔn)確）Cloneable接口，那么會(huì)產(chǎn)生一個(gè)已檢驗(yàn)異常。

4.實(shí)現(xiàn)clone方法需要調(diào)用父類的clone

我們?yōu)榱诉_(dá)到復(fù)制一個(gè)和調(diào)用方法的這個(gè)對(duì)象一模一樣的對(duì)象的目的，我們需要使用父類的clone方法，父類也以此類推，知道達(dá)到了Object的clone方法，那么Object的clone方法有什么用呢？API中是這樣說(shuō)的：

protected Object clone( ) throws CloneNotSupportedException
創(chuàng)建并返回此對(duì)象的一個(gè)副本。
“副本”的準(zhǔn)確含義可能依賴于對(duì)象的類。這樣做的目的是，對(duì)于任何對(duì)象 x，
表達(dá)式： x.clone() != x為 true，
表達(dá)式： x.clone().getClass() == x.getClass()也為 true，
但這些并非必須要滿足的要求。
一般情況下：
x.clone().equals(x)為 true，但這并非必須要滿足的要求。
按照慣例，返回的對(duì)象應(yīng)該通過(guò)調(diào)用 super.clone 獲得。
如果一個(gè)類及其所有的超類（Object 除外）都遵守此約定，則 x.clone().getClass() == x.getClass()。

上面就是API中對(duì)clone的一部分基本講解。我們可以得出結(jié)論的是，只要合理的調(diào)用了spuer.clone( )它就會(huì)返回一個(gè)被克隆的對(duì)象。在運(yùn)行時(shí)刻，Object中的clone()識(shí)別出你要復(fù)制的是哪一個(gè)對(duì)象，然后為此對(duì)象分配空間，并進(jìn)行對(duì)象的復(fù)制，將原始對(duì)象的內(nèi)容一一復(fù)制到新對(duì)象的存儲(chǔ)空間中。在這個(gè)克隆對(duì)象中，所有的屬性都和被克隆的對(duì)象的屬性相同，而這些相同的屬性分為兩種：

第一種 ： 八大原始類型和不可變的對(duì)象（比如String）
第二種 ： 其他類對(duì)象

對(duì)于第一種，clone方法將他們的值設(shè)置為原對(duì)象的值，沒(méi)有任何問(wèn)題。對(duì)于第二種，clone方法只是簡(jiǎn)單的將復(fù)制的新對(duì)象的引用指向原對(duì)象指向的引用，第二種的類對(duì)象會(huì)被兩個(gè)對(duì)象修改。那么這個(gè)時(shí)候就涉及一個(gè)深淺拷貝的概念了。

（二）淺拷貝

淺拷貝：被拷貝對(duì)象的所有變量都含有與原來(lái)的對(duì)象相同的值，而所有的對(duì)其他對(duì)象的引用仍然指向原來(lái)的對(duì)象。換言之，淺復(fù)制僅僅復(fù)制所考慮的對(duì)象，而不復(fù)制它所引用的對(duì)象。

比如舉個(gè)例子，一個(gè)類A中有另外一個(gè)類B類型的變量。在A重寫clone函數(shù)調(diào)用super.clone的時(shí)候，創(chuàng)建的新對(duì)象和原來(lái)對(duì)象中的類B類型的變量是同一個(gè)，他們指向了同一個(gè)B的類型變量。如果在A中對(duì)B的變量做了修改，在新的拷貝出來(lái)的對(duì)象中B的變量也會(huì)被同樣的修改。
請(qǐng)記住，直接調(diào)用super.clone實(shí)現(xiàn)的clone方法全部都是淺拷貝。

（三）深拷貝

深拷貝：被拷貝對(duì)象的所有變量都含有與原來(lái)的對(duì)象相同的值，除去那些引用其他對(duì)象的變量。那些引用其他對(duì)象的變量將指向被復(fù)制過(guò)的新對(duì)象，而不再是原有的那些被引用的對(duì)象。換言之，深復(fù)制把要復(fù)制的對(duì)象所引用的對(duì)象都復(fù)制了一遍。

通俗的說(shuō)，如果說(shuō)淺拷貝，開(kāi)始的時(shí)候是兩條線，如果在最后有一個(gè)其他類的變量，那么這兩條線最后會(huì)合二為一，共同指向這變量，都能對(duì)他進(jìn)行操作。深拷貝則是完完全全的兩條線，互不干涉，因?yàn)樗呀?jīng)把所有的內(nèi)部中的變量的對(duì)象全都復(fù)制一遍了。

深拷貝在代碼中，需要在clone方法中多書寫調(diào)用這個(gè)類中其他類的變量的clone函數(shù)。

（四）串行化深拷貝

在框架中，有的時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)其中并沒(méi)有重寫clone方法，那么我們?cè)谛枰截愐粋€(gè)對(duì)象的時(shí)候是如何去操作的呢？答案是我們經(jīng)常會(huì)使用串行化方法，實(shí)現(xiàn)Serializable接口。

去尋找其他的方法來(lái)替代深拷貝也是無(wú)可奈何的事情，如果采用傳統(tǒng)的深拷貝，難道你拷貝一個(gè)對(duì)象的時(shí)候向其中追無(wú)數(shù)層來(lái)拷貝完所有的對(duì)象變量么？先不談這么做的時(shí)間消耗，僅僅是寫這樣的代碼都會(huì)讓人望而生畏。串行化深拷貝就是這樣一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的方法。

把對(duì)象寫到流里的過(guò)程是串行化（Serilization）過(guò)程，但是在Java程序師圈子里又非常形象地稱為“冷凍”或者“腌咸菜（picking）”過(guò)程；而把對(duì)象從流中讀出來(lái)的并行化（Deserialization）過(guò)程則叫做 “解凍”或者“回鮮(depicking)”過(guò)程。應(yīng)當(dāng)指出的是，寫在流里的是對(duì)象的一個(gè)拷貝，而原對(duì)象仍然存在于JVM里面，因此“腌成咸菜”的只是對(duì)象的一個(gè)拷貝，Java咸菜還可以回鮮。

上面是網(wǎng)上的專業(yè)解釋，我也不在這里班門弄斧了。在Java語(yǔ)言里深復(fù)制一個(gè)對(duì)象，常?？梢韵仁箤?duì)象實(shí)現(xiàn)Serializable接口，然后把對(duì)象（實(shí)際上只是對(duì)象的一個(gè)拷貝）寫到一個(gè)流里（腌成咸菜），再?gòu)牧骼镒x出來(lái)（把咸菜回鮮），便可以重建對(duì)象。

雖然這種學(xué)院派的代碼看起來(lái)很復(fù)雜，其實(shí)只是把對(duì)象放到流里，再拿出來(lái)。相比較分析判斷無(wú)數(shù)的clone，這樣簡(jiǎn)直是再簡(jiǎn)單不過(guò)了。這樣做的前提是對(duì)象以及對(duì)象內(nèi)部所有引用到的對(duì)象都是可串行化的，否則，就需要仔細(xì)考察那些不可串行化的對(duì)象是否設(shè)成transient。

transient：一個(gè)對(duì)象只要實(shí)現(xiàn)了Serilizable接口，這個(gè)對(duì)象就可以被序列化（序列化是指將java代碼以字節(jié)序列的形式寫出，即我們上面代碼前三行寫入對(duì)象），Java的這種序列化模式為開(kāi)發(fā)者提供了很多便利，可以不必關(guān)系具體序列化的過(guò)程，只要這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Serilizable接口，這個(gè)的所有屬性和方法都會(huì)自動(dòng)序列化。但是有種情況是有些屬性是不需要序列號(hào)的，所以就用到這個(gè)關(guān)鍵字。只需要實(shí)現(xiàn)Serilizable接口，將不需要序列化的屬性前添加關(guān)鍵字transient，序列化對(duì)象的時(shí)候，這個(gè)屬性就不會(huì)序列化到指定的目的地中。

（五）總結(jié)

在實(shí)際的應(yīng)用中，深拷貝和淺拷貝只是兩個(gè)概念，不一定誰(shuí)比誰(shuí)好，要按照實(shí)際的工作來(lái)確定如何去拷貝一個(gè)對(duì)象。如果在數(shù)據(jù)庫(kù)操作方面，為了取出一張表時(shí)不涉及其他的表，肯定需要使用淺拷貝，而在框架的Serializable中，雖然耗時(shí)，但是深拷貝是非常有必要的。

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