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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(obj); obs.writeObject(out); 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...使用序列化实现对象的拷贝