java提高篇-----使用序列化实现对象的拷贝

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-17 13:28 59阅读 0赞

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**       **我们知道在Java中存在这个接口Cloneable，实现该接口的类都会具备被拷贝的能力，同时拷贝是在内存中进行，在性能方面比我们直接通过new生成对象来的快，特别是在大对象的生成上，使得性能的提升非常明显。然而我们知道拷贝分为深拷贝和浅拷贝之分，但是浅拷贝存在对象属性拷贝不彻底问题。关于深拷贝、浅拷贝的请参考这里：[渐析java的浅拷贝和深拷贝][java]

# [渐析java的浅拷贝和深拷贝][java] #

首先来看看浅拷贝和深拷贝的定义：

浅拷贝：使用一个已知实例对新创建实例的成员变量逐个赋值，这个方式被称为浅拷贝。

深拷贝：当一个类的拷贝构造方法，不仅要复制对象的所有非引用成员变量值，还要为引用类型的成员变量创建新的实例，并且初始化为形式参数实例值。这个方式称为深拷贝

也就是说浅拷贝只复制一个对象，传递引用，不能复制实例。而深拷贝对对象内部的引用均复制，它是创建一个新的实例，并且复制实例。

对于浅拷贝当对象的成员变量是基本数据类型时，两个对象的成员变量已有存储空间，赋值运算传递值，所以浅拷贝能够复制实例。但是当对象的成员变量是引用数据类型时，就不能实现对象的复制了。

存在一个对象Person，代码如下：

![复制代码][copycode.gif]

public class Person {
        private String name;
        private String sex;
        private int age;
        
        public Person(String name,String sex,int age){
            this.name = name;
            this.sex = sex;
            this.age = age;
        }
        
        public Person(Person p){                   //拷贝构造方法，复制对象
            this.name = p.name;
            this.sex = p.sex;
            this.age = p.age;
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

上面的对象Person有三个成员变量。name、sex、age。两个构造方法。第二个的参数为该对象，它称为拷贝构造方法，它将创建的新对象初始化为形式参数的实例值，通过它可以实现对象复制功能。

又有一个对象Asian,如下：

![复制代码][copycode.gif]

public class Asian {
        private String skin;
        Person person;
        
        public Asian(String skin,Person person){
            this.skin = skin;
            this.person = person;                    //引用赋值
        }
    
        public Asian(Asian asian){                 //拷贝构造方法，复制对象
            this(asian.skin,asian.person);           
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

上面对象也存在着两个成员变量，skin 和Person对象

对于person对象有如下：

Person p1 = new Person("李四","mam",23);
    
     Person p2 = new Person(P1);

当调用上面的语句时。P2对象将会对P1进行复制。执行情况如下如下图：

![0_13303512963l30.gif][]

对于Asian对象有：

Asian a1 = new Asian("yellow",new Person("李四","mam",23));
    Asian a2 = new Asian(a1);

New Asian(a1)执行Asian类的拷贝构造方法，由于对象赋值是引用赋值。使得a1和a2引用同一个对象

如下图：

![0_133035141375ZL.gif][]

当a1执行某条可以改变该值的语句时，那么a1将会通过这个语句也可以改变a2对象的成员变量

如果执行以下语句：a2.name = new Person(a1.name)

这时将会创建一个新的Person对象

如下图：

![0_1330351465s7F7.gif][]

#        一、浅拷贝问题 #

**       **我们先看如下代码：

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  **public** **class** Person **implements** Cloneable\{  
2.      /\*\* 姓名 \*\*/  
3.      **private** String name;  
4.        
5.      /\*\* 电子邮件 \*\*/  
6.      **private** Email email;  
7.    
8.      **public** String getName() \{  
9.          **return** name;  
10.     \}  
11.   
12.     **public** **void** setName(String name) \{  
13.         **this**.name = name;  
14.     \}  
15.   
16.     **public** Email getEmail() \{  
17.         **return** email;  
18.     \}  
19.   
20.     **public** **void** setEmail(Email email) \{  
21.         **this**.email = email;  
22.     \}  
23.       
24.     **public** Person(String name,Email email)\{  
25.         **this**.name  = name;  
26.         **this**.email = email;  
27.     \}  
28.       
29.     **public** Person(String name)\{  
30.         **this**.name = name;  
31.     \}  
32.   
33.     **protected** Person clone() \{  
34.         Person person = **null**;  
35.         **try** \{  
36.             person = (Person) **super**.clone();  
37.         \} **catch** (CloneNotSupportedException e) \{  
38.             e.printStackTrace();  
39.         \}  
40.           
41.         **return** person;  
42.     \}  
43. \}  
44.   
45. **public** **class** Client \{  
46.     **public** **static** **void** main(String\[\] args) \{  
47.         //写封邮件  
48.         Email email = **new** Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
49.           
50.         Person person1 =  **new** Person("张三",email);  
51.           
52.         Person person2 =  person1.clone();  
53.         person2.setName("李四");  
54.         Person person3 =  person1.clone();  
55.         person3.setName("王五");  
56.           
57.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
58.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
59.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
60.     \}  
61. \}  
62. \--------------------  
63. Output:  
64. 张三的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
65. 李四的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
66. 王五的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...

**       **在该应用程序中，首先定义一封邮件，然后将该邮件发给张三、李四、王五三个人，由于他们是使用相同的邮件，并且仅有名字不同，所以使用张三该对象类拷贝李四、王五对象然后更改下名字即可。程序一直到这里都没有错，但是如果我们需要张三提前30分钟到，即把邮件的内容修改下：

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  **public** **class** Client \{  
2.      **public** **static** **void** main(String\[\] args) \{  
3.          //写封邮件  
4.          Email email = **new** Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
5.            
6.          Person person1 =  **new** Person("张三",email);  
7.            
8.          Person person2 =  person1.clone();  
9.          person2.setName("李四");  
10.         Person person3 =  person1.clone();  
11.         person3.setName("王五");  
12.           
13.         person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");  
14.           
15.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
16.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
17.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
18.     \}  
19. \}

**       **在这里同样是使用张三该对象实现对李四、王五拷贝，最后将张三的邮件内容改变为：请与今天12:00到二会议室参加会议...。但是结果是：

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  张三的邮件内容是：请与今天12:00到二会议室参加会议...  
2.  李四的邮件内容是：请与今天12:00到二会议室参加会议...  
3.  王五的邮件内容是：请与今天12:00到二会议室参加会议...

**       **这里我们就疑惑了为什么李四和王五的邮件内容也发送了改变呢？让他们提前30分钟到人家会有意见的！

**       **其实出现问题的关键就在于clone()方法上，我们知道该clone()方法是使用Object类的clone()方法，但是该方法存在一个缺陷，它并不会将对象的所有属性全部拷贝过来，而是有选择性的拷贝，基本规则如下：

**       **1、 基本类型

**          **如果变量是基本很类型，则拷贝其值，比如int、float等。

**       **2、 对象

**           **如果变量是一个实例对象，则拷贝其地址引用，也就是说此时新对象与原来对象是公用该实例变量。

**       **3、 String字符串

**          **若变量为String字符串，则拷贝其地址引用。但是在修改时，它会从字符串池中重新生成一个新的字符串，原有紫都城对象保持不变。

**       **基于上面上面的规则，我们很容易发现问题的所在，他们三者公用一个对象，张三修改了该邮件内容，则李四和王五也会修改，所以才会出现上面的情况。对于这种情况我们还是可以解决的，只需要在clone()方法里面新建一个对象，然后张三引用该对象即可：

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  **protected** Person clone() \{  
2.          Person person = **null**;  
3.          **try** \{  
4.              person = (Person) **super**.clone();  
5.              person.setEmail(**new** Email(person.getEmail().getObject(),person.getEmail().getContent()));  
6.          \} **catch** (CloneNotSupportedException e) \{  
7.              e.printStackTrace();  
8.          \}  
9.            
10.         **return** person;  
11.     \}

**       **所以：浅拷贝只是Java提供的一种简单的拷贝机制，不便于直接使用。

**       **对于上面的解决方案还是存在一个问题，若我们系统中存在大量的对象是通过拷贝生成的，如果我们每一个类都写一个clone()方法，并将还需要进行深拷贝，新建大量的对象，这个工程是非常大的，这里我们可以利用序列化来实现对象的拷贝。

#        二、利用序列化实现对象的拷贝 #

**       **如何利用序列化来完成对象的拷贝呢？在内存中通过字节流的拷贝是比较容易实现的。把母对象写入到一个字节流中，再从字节流中将其读出来，这样就可以创建一个新的对象了，并且该新对象与母对象之间并不存在引用共享的问题，真正实现对象的深拷贝。

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  **public** **class** CloneUtils \{  
2.      @SuppressWarnings("unchecked")  
3.      **public** **static** <T **extends** Serializable> T clone(T obj)\{  
4.          T cloneObj = **null**;  
5.          **try** \{  
6.              //写入字节流  
7.              ByteArrayOutputStream out = **new** ByteArrayOutputStream();  
8.              ObjectOutputStream obs = **new** ObjectOutputStream(out);  
9.              obs.writeObject(obj);  
10.             obs.close();  
11.               
12.             //分配内存，写入原始对象，生成新对象  
13.             ByteArrayInputStream ios = **new** ByteArrayInputStream(out.toByteArray());  
14.             ObjectInputStream ois = **new** ObjectInputStream(ios);  
15.             //返回生成的新对象  
16.             cloneObj = (T) ois.readObject();  
17.             ois.close();  
18.         \} **catch** (Exception e) \{  
19.             e.printStackTrace();  
20.         \}  
21.         **return** cloneObj;  
22.     \}  
23. \}

**       **使用该工具类的对象必须要实现Serializable接口，否则是没有办法实现克隆的。

**\[html\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  public class Person implements Serializable\{  
2.      private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;  
3.    
4.      ..................  
5.      //去除clone()方法  
6.    
7.  \}  
8.    
9.  public class Email implements Serializable\{  
10.     private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;  
11.       
12.     ....................  
13. \}

**       **所以使用该工具类的对象只要实现Serializable接口就可实现对象的克隆，无须继承Cloneable接口实现clone()方法。

**\[java\]**  [view plain][Link 1] [copy][Link 1] [print][Link 1] [?][Link 1]

1.  **public** **class** Client \{  
2.      **public** **static** **void** main(String\[\] args) \{  
3.          //写封邮件  
4.          Email email = **new** Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
5.            
6.          Person person1 =  **new** Person("张三",email);  
7.            
8.          Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);  
9.          person2.setName("李四");  
10.         Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);  
11.         person3.setName("王五");  
12.         person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");  
13.           
14.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
15.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
16.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
17.     \}  
18. \}  
19. \-------------------  
20. Output:  
21. 张三的邮件内容是：请与今天12:00到二会议室参加会议...  
22. 李四的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
23. 王五的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...

> **巩固基础，提高技术，不惧困难，攀登高峰！！！！！！**

**       参考文献《编写高质量代码 改善Java程序的151个建议》----秦小波**

[Link 1]: http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/12952063#
[java]: http://www.cnblogs.com/chenssy/p/3308489.html
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