Java Clone

Java

一变二

场景

对象复制的实现目标是

  1. 生成新对象 x.clone() != x
  2. 对象类别一致 x.clone().getClass() == x.getClass()
  3. 对象相等 x.clone().equals(x)

实现

clone是Object类的基本方法之一。
从java.lang.Object类中可以发现并非由Java代码实现，clone并没有调用类构造函数而是进行二进制流拷贝

Object.java
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protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

使用类必须实现java.lang.Cloneable接口，Cloneable是一个不包含方法的标识性接口

Cloneable.java
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public interface Cloneable {
}

Java原生的java.util.Calendar就是很好的范例

Calendar.java
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public abstract class Calendar implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar> {
    public final static int ERA = 0;
    //...
    protected int fields[];
    protected boolean isSet[];
    transient private int stamp[];
    protected long time;
    //...
    private TimeZone zone;
    //...
}

clone方法的实现原则是调用父类clone方法，在继承链条上最终会调用到Object中的实现。Object提供的clone是浅拷贝机制，因此涉及可变成员的情况下，默认的clone结果是新旧对象持有相同的可变成员引用，新旧对象并没有完全独立。

为了摆脱可变对象的共享，实现深拷贝，子类要重新实现clone方法。首先用super.clone获取基础，然后强制转换成子类，再把子类的可变属性进行重新赋值。
从实现可以看出常量和long这种基本类型无需特殊逻辑，而数组和可变类TimeZone需要重新赋值，对于数组而言，直接构造新数组，对于可变类，直接交给该类的clone方法。

Calendar.java
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@Override
public Object clone()
{
    try {
        Calendar other = (Calendar) super.clone();

        other.fields = new int[FIELD_COUNT];
        other.isSet = new boolean[FIELD_COUNT];
        other.stamp = new int[FIELD_COUNT];
        for (int i = 0; i < FIELD_COUNT; i++) {
            other.fields[i] = fields[i];
            other.stamp[i] = stamp[i];
            other.isSet[i] = isSet[i];
        }
        //内部对象也要clone
        other.zone = (TimeZone) zone.clone();
        return other;
    }
    catch (CloneNotSupportedException e) {
        // this shouldn't happen, since we are Cloneable
        throw new InternalError(e);
    }
}

优缺点

clone要完全利用clone机制实现深拷贝，需要继承链范围内所有成员都实现Cloneable接口并重写clone方法，代价很大。

替代方法：

  • 利用序列化: 如果实现了序列化接口，可利用commons-lang SerializationUtils类
  • 利用反射：如果没实现序列化接口，只能利用第三方类库通过反射获取信息进行构建

库

  • Kryo
  • Spring BeanUtil

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