java提高篇（五）-----使用序列化实现对象的拷贝

  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

       一、浅拷贝问题

      我们先看如下代码：

public class Person implements Cloneable{  
    /** 姓名 **/  
    private String name;  
      
    /** 电子邮件 **/  
    private Email email;  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public Email getEmail() {  
        return email;  
    }  
  
    public void setEmail(Email email) {  
        this.email = email;  
    }  
      
    public Person(String name,Email email){  
        this.name  = name;  
        this.email = email;  
    }  
      
    public Person(String name){  
        this.name = name;  
    }  
  
    protected Person clone() {  
        Person person = null;  
        try {  
            person = (Person) super.clone();  
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
          
        return person;  
    }  
}  
  
public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        //写封邮件  
        Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
          
        Person person1 =  new Person("张三",email);  
          
        Person person2 =  person1.clone();  
        person2.setName("李四");  
        Person person3 =  person1.clone();  
        person3.setName("王五");  
          
        System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
    }  
}  
--------------------  
Output:  
张三的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
李四的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
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：

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        //写封邮件  
        Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
          
        Person person1 =  new Person("张三",email);  
          
        Person person2 =  person1.clone();  
        person2.setName("李四");  
        Person person3 =  person1.clone();  
        person3.setName("王五");  
          
        person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");  
          
        System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
    }  
}

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：

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

protected Person clone() {  
        Person person = null;  
        try {  
            person = (Person) super.clone();  
            person.setEmail(new Email(person.getEmail().getObject(),person.getEmail().getContent()));  
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
          
        return person;  
    }

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。

public class CloneUtils {  
    @SuppressWarnings("unchecked")  
    public static <T extends Serializable> T clone(T obj){  
        T cloneObj = null;  
        try {  
            //写入字节流  
            ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();  
            ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);  
            obs.writeObject(obj);  
            obs.close();  
              
            //分配内存，写入原始对象，生成新对象  
            ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());  
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);  
            //返回生成的新对象  
            cloneObj = (T) ois.readObject();  
            ois.close();  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return cloneObj;  
    }  
}

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。

public class Person implements Serializable{  
    private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;  
  
    ..................  
    //去除clone()方法  
  
}  
  
public class Email implements Serializable{  
    private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;  
      
    ....................  
}

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。

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        //写封邮件  
        Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");  
          
        Person person1 =  new Person("张三",email);  
          
        Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);  
        person2.setName("李四");  
        Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);  
        person3.setName("王五");  
        person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");  
          
        System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是：" + person1.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是：" + person2.getEmail().getContent());  
        System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是：" + person3.getEmail().getContent());  
    }  
}  
-------------------  
Output:  
张三的邮件内容是：请与今天12:00到二会议室参加会议...  
李四的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...  
王五的邮件内容是：请与今天12:30到二会议室参加会议...

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