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leedota:
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Java对象克隆(Clone)及Cloneable接口、Serializable接口的深入探讨 -
starryskydog:
private String userName; priva ...
Java对象克隆(Clone)及Cloneable接口、Serializable接口的深入探讨 -
muziazheng:
不错,有段代码并没有看懂。
Java对象克隆(Clone)及Cloneable接口、Serializable接口的深入探讨 -
厄米托夫:
很不错,楼主
Java对象克隆(Clone)及Cloneable接口、Serializable接口的深入探讨 -
mydtxyy:
有想法。。
Spring 2.5 Annotation HibernateDaoSupport sessionFactory 注入技巧
Part I
没啥好说的,直接开始Part II吧。
Part II
谈到了对象的克隆,就不得不说为什么要对对象进行克隆。Java中所有的对象都是保存在堆中,而堆是供全局共享的。也就是说,如果同一个Java程序的不同方法,只要能拿到某个对象的引用,引用者就可以随意的修改对象的内部数据(前提是这个对象的内部数据通过get/set方法曝露出来)。有的时候,我们编写的代码想让调用者只获得该对象的一个拷贝(也就是一个内容完全相同的对象,但是在内存中存在两个这样的对象),有什么办法可以做到呢?当然是克隆咯。
Part III
首先,我们是程序员,当然是用我们程序员的语言来交流。
import java.util.Date;
public class User implements Cloneable {private String username;
private String password;
private Date birthdate;
public User(String username, String password, Date birthdate) {
this.username = username;
this.password = password;
this.birthdate = birthdate;
}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}@Overridepublic int hashCode() {// 省略equals的实现(可用eclipse自动生成)
}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {// 省略equals的实现(可用eclipse自动生成)
}// 省略一大堆get/set方法
}
上述代码构建了一个User类,并且实现了java.lang.Cloneable接口。顾名思义,Cloneable的意思就是说明这个类可以被克隆的意思。
而我们先去看看java.lang.Cloneable这个接口有些什么。
/*
* @(#)Cloneable.java 1.17 05/11/17** Copyright 2006 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.* SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.*/package java.lang;
/**
* A class implements the <code>Cloneable</code> interface to* indicate to the {@link java.lang.Object#clone()} method that it* is legal for that method to make a* field-for-field copy of instances of that class.* <p>* Invoking Object's clone method on an instance that does not implement the* <code>Cloneable</code> interface results in the exception* <code>CloneNotSupportedException</code> being thrown.* <p>* By convention, classes that implement this interface should override* <tt>Object.clone</tt> (which is protected) with a public method.* See {@link java.lang.Object#clone()} for details on overriding this* method.* <p>* Note that this interface does <i>not</i> contain the <tt>clone</tt> method.* Therefore, it is not possible to clone an object merely by virtue of the* fact that it implements this interface. Even if the clone method is invoked* reflectively, there is no guarantee that it will succeed.** @author unascribed* @version 1.17, 11/17/05* @see java.lang.CloneNotSupportedException* @see java.lang.Object#clone()* @since JDK1.0*/public interface Cloneable {}
不要惊讶,没错,除了一大堆的鸡肠以外,这个接口没有定义任何的方法签名。也就是说,我们要克隆一个对象,但是他又不给我提供一个方法。那该怎么办呢?不怕,我们还有全能的Object类,别忘记他可是所有类的始祖啊(神一般的存在着),所以,有事没事都该去问候一下他老人家。
/*
* @(#)Object.java 1.73 06/03/30** Copyright 2006 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.* SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.*/package java.lang;
/**
* Class <code>Object</code> is the root of the class hierarchy.* Every class has <code>Object</code> as a superclass. All objects,* including arrays, implement the methods of this class.** @author unascribed* @version 1.73, 03/30/06* @see java.lang.Class* @since JDK1.0*/public class Object {// 省略N多的代码
/**
* Creates and returns a copy of this object. The precise meaning* of "copy" may depend on the class of the object. The general* intent is that, for any object <tt>x</tt>, the expression:* <blockquote>* <pre>* x.clone() != x</pre></blockquote>* will be true, and that the expression:* <blockquote>* <pre>* x.clone().getClass() == x.getClass()</pre></blockquote>* will be <tt>true</tt>, but these are not absolute requirements.* While it is typically the case that:* <blockquote>* <pre>* x.clone().equals(x)</pre></blockquote>* will be <tt>true</tt>, this is not an absolute requirement.* <p>* By convention, the returned object should be obtained by calling* <tt>super.clone</tt>. If a class and all of its superclasses (except* <tt>Object</tt>) obey this convention, it will be the case that* <tt>x.clone().getClass() == x.getClass()</tt>.* <p>* By convention, the object returned by this method should be independent* of this object (which is being cloned). To achieve this independence,* it may be necessary to modify one or more fields of the object returned* by <tt>super.clone</tt> before returning it. Typically, this means* copying any mutable objects that comprise the internal "deep structure"* of the object being cloned and replacing the references to these* objects with references to the copies. If a class contains only* primitive fields or references to immutable objects, then it is usually* the case that no fields in the object returned by <tt>super.clone</tt>* need to be modified.* <p>* The method <tt>clone</tt> for class <tt>Object</tt> performs a* specific cloning operation. First, if the class of this object does* not implement the interface <tt>Cloneable</tt>, then a* <tt>CloneNotSupportedException</tt> is thrown. Note that all arrays* are considered to implement the interface <tt>Cloneable</tt>.* Otherwise, this method creates a new instance of the class of this* object and initializes all its fields with exactly the contents of* the corresponding fields of this object, as if by assignment; the* contents of the fields are not themselves cloned. Thus, this method* performs a "shallow copy" of this object, not a "deep copy" operation.* <p>* The class <tt>Object</tt> does not itself implement the interface* <tt>Cloneable</tt>, so calling the <tt>clone</tt> method on an object* whose class is <tt>Object</tt> will result in throwing an* exception at run time.** @return a clone of this instance.* @exception CloneNotSupportedException if the object's class does not* support the <code>Cloneable</code> interface. Subclasses* that override the <code>clone</code> method can also* throw this exception to indicate that an instance cannot* be cloned.* @see java.lang.Cloneable*/protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;}
呵呵,又是一大串的鸡肠,别以为我是来凑字数的,这些都是Sun公司Java开发人员写的技术文章,多看看少说话吧。
没错,又是个native方法,果然是个高深的东西,不过我们还是要占一下他的便宜。而且他这个方法是protected的,分明就是叫我们去占便宜的。
再继续看看下面测试代码。
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
public class TestCase {@Testpublic void testUserClone() throws CloneNotSupportedException {User u1 = new User("Kent", "123456", new Date());User u2 = u1;User u3 = (User) u1.clone();System.out.println(u1 == u2); // true
System.out.println(u1.equals(u2)); // true
System.out.println(u1 == u3); // false
System.out.println(u1.equals(u3)); // true
}}
这个clone()方法果然牛,一下子就把我们的对象克隆了一份,执行结果也符合我们的预期,u1和u3的地址不同但是内容相同。
Part IV
通过上述的例子,我们可以看出,要让一个对象进行克隆,其实就是两个步骤:
1. 让该类实现java.lang.Cloneable接口;
2. 重写(override)Object类的clone()方法。
但是,事实上真的是如此简单吗?再看下面的代码。
public class Administrator implements Cloneable {private User user;
private Boolean editable;
public Administrator(User user, Boolean editable) {
this.user = user;
this.editable = editable;
}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}@Overridepublic int hashCode() {// 老规矩
}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {// 老规矩
}// 老规矩
}
上面定义了一个Administrator类,这个类持有一个User类的对象。接下来我们看看对Administrator对象进行克隆会有什么效果。
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
public class TestCase {@Testpublic void testAdministratorClone() throws CloneNotSupportedException {Administrator a1 = new Administrator(new User("Kent", "123456", new Date()), true);Administrator a2 = a1;Administrator a3 = (Administrator) a1.clone();System.out.println(a1 == a2); // true
System.out.println(a1.equals(a2)); // true
System.out.println(a1 == a3); // false
System.out.println(a1.equals(a3)); // true
System.out.println(a1.getUser() == a3.getUser()); //true ! It's not our expected!!!!!
System.out.println(a1.getUser().equals(a3.getUser())); //true
}}
呵呵呵!出问题了吧。Java哪是那么容易就能驾驭的说!
这里我们就可以引入两个专业的术语:浅克隆(shallow clone)和深克隆(deep clone)。
所谓的浅克隆,顾名思义就是很表面的很表层的克隆,如果我们要克隆Administrator对象,只克隆他自身以及他包含的所有对象的引用地址。
而深克隆,就是非浅克隆。克隆除自身以外所有的对象,包括自身所包含的所有对象实例。至于深克隆的层次,由具体的需求决定,也有“N层克隆”一说。
但是,所有的基本(primitive)类型数据,无论是浅克隆还是深克隆,都会进行原值克隆。毕竟他们都不是对象,不是存储在堆中。注意:基本数据类型并不包括他们对应的包装类。
如果我们想让对象进行深度克隆,我们可以这样修改Administrator类。
@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Administrator admin = (Administrator) super.clone();
admin.user = (User) admin.user.clone();return admin;
}
由于Boolean会对值进行缓存处理,所以我们没必要对Boolean的对象进行克隆。并且Boolean类也没有实现java.lang.Cloneable接口。
Part V
1. 让该类实现java.lang.Cloneable接口;
2. 确认持有的对象是否实现java.lang.Cloneable接口并提供clone()方法;
3. 重写(override)Object类的clone()方法,并且在方法内部调用持有对象的clone()方法;
4. ……
5. 多麻烦啊,调来调去的,如果有N多个持有的对象,那就要写N多的方法,突然改变了类的结构,还要重新修改clone()方法。
难道就没有更好的办法吗?
Part VI
接下来要重点介绍一下使用java.lang.Serializable来实现对象的深度克隆。
首先,我们编写一个工具类并提供cloneTo()方法。
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public abstract class BeanUtil {@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> T cloneTo(T src) throws RuntimeException {ByteArrayOutputStream memoryBuffer = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = null;
ObjectInputStream in = null;
T dist = null;
try {
out = new ObjectOutputStream(memoryBuffer);
out.writeObject(src);out.flush();in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(memoryBuffer.toByteArray()));dist = (T) in.readObject();} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);} finally {
if (out != null)try {
out.close();out = null;
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);}if (in != null)try {
in.close();in = null;
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);}}return dist;
}}
看不懂,没关系,直接拿去用就可以了。嘻嘻。
接下来我们测试一下是否能通过这个工具来实现深度克隆。
又是这个可爱的TestCase,可怜的每次都要动他……
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
public class TestCase {@Testpublic void testCloneTo() {Administrator src = new Administrator(new User("Kent", "123456", new Date()), true);Administrator dist = BeanUtil.cloneTo(src);System.out.println(src == dist); // false
System.out.println(src.equals(dist)); // true
System.out.println(src.getUser() == dist.getUser()); //false ! Well done!
System.out.println(src.getUser().equals(dist.getUser())); //true
}}
好了,无论你的对象有多么的复杂,只要这些对象都能够实现java.lang.Serializable接口,就可以进行克隆,而且这种克隆的机制是JVM完成的,不需要修改实体类的代码,方便多了。
为什么这么简单就可以实现对象的克隆呢?java.lang.Serializable接口又是干嘛用的呢?如果想知道这些问题的答案,
评论
private String userName;
private String password;
private Date birthday;
public User(String userName, String password, Date birthday) {
super();
this.userName = userName;
this.password = password;
this.birthday = birthday;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
@Override
public int hashCode() {
return super.hashCode();
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return super.equals(obj);
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public Date getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(Date birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
User user1 = new User("starrysky", "starrysky", new Date());
User user2 = user1;//创建一个引用
User user3 = (User)user1.clone();//克隆一个对象
System.out.println("user1=user2:"+(user1==user2));
System.out.println("user1.equals(user2):"+(user1.equals(user2)));
System.out.println("user1=user3:"+(user1==user3));
System.out.println("user1.equals(user3):"+(user1.equals(user3)));
}
结果:
user1=user2:true
user1.equals(user2):true
user1=user3:false
user1.equals(user3):false
没有重写hashCode()方法,super.hashCode()和判断==是一样的
private String userName;
private String password;
private Date birthday;
public User(String userName, String password, Date birthday) {
super();
this.userName = userName;
this.password = password;
this.birthday = birthday;
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
@Override
public int hashCode() {
return super.hashCode();
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return super.equals(obj);
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public Date getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(Date birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
User user1 = new User("starrysky", "starrysky", new Date());
User user2 = user1;//创建一个引用
User user3 = (User)user1.clone();//克隆一个对象
System.out.println("user1=user2:"+(user1==user2));
System.out.println("user1.equals(user2):"+(user1.equals(user2)));
System.out.println("user1=user3:"+(user1==user3));
System.out.println("user1.equals(user3):"+(user1.equals(user3)));
}
结果:
user1=user2:true
user1.equals(user2):true
user1=user3:false
user1.equals(user3):false
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