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JAVA 对象的创建与克隆

BOKERR 人气:0

一、对象的4种创建方式

二、通过new创建对象

一般情况下,对象通过new 关键字创建,首先会在堆上给对象分配空间,然后执行构造函数进行一系列的初始化,在分配的内存空间上为一众属性赋值;完成初始化后再将堆区对象的引用传递给栈区,最终参与程序的运行。

三、反射

调用Java.lang.Class或者java.lang.reflect.Constructor类的newInstance()实例方法。

四、克隆对象

它分为深拷贝和浅拷贝,通过调用对象的 clone方法,进行对象的克隆(拷贝)

我们可以看到 clone 方法的定义:

为了测试 clone 我定义了两个类:

用户信息:UserBean

package com.bokerr.canaltask.po;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
public class UserBean implements Cloneable, Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 2022010901L;

    /** 基本类型、不可变类型 */
    private int age;
    private int sex;
    private String name;
    private String home;
    /** 引用类型 */
    private SubInfo subInfo;

    public UserBean(){}

    /***
     * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限
     * */
    @Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}

附加信息类:SubInfo

package com.bokerr.canaltask.po;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
public class SubInfo implements Cloneable, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 2022010902L;
    /**
     * SubInfo 类的属性都是基本类型、不可变对象(String)
     * */
    private String work;
    private Integer salary;
    private int idNum;

    public SubInfo(){}
    
    /**
     * 此处通过public 方法对外提供对象clone方法访问权限
     * */
    public SubInfo selfClone(){
        try{
            return (SubInfo) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    /*@Override
    public SubInfo clone(){
        try{
            return (SubInfo) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }*/
}

浅拷贝

我们需要知道,单纯调用一个对象的clone方法,它进行的是:"浅表复制",当对象的属性都是基本类型或者不可变(final)类型时是没有问题的;但是存在可变对象引用时,对它的拷贝并不是一个深层的拷贝,它只拷贝该对象的引用,这样就会造成原对象和克隆对象的修改,都会反映到该引用对象上。

关于浅拷贝看如下测试代码:

package com.bokerr.canaltask.workerrun;

import com.bokerr.canaltask.po.SubInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.UserBean;

public class ExecuteTest {

    public static void main(String[] args){
        UserBean userBean1 = new UserBean();
        userBean1.setAge(25);
        userBean1.setSex(1);
        userBean1.setName("bokerr");
        userBean1.setHome("贵州铜仁");

        SubInfo subInfo1 = new SubInfo();
        subInfo1.setIdNum(3423);
        subInfo1.setSalary(Integer.valueOf(15000));
        subInfo1.setWork("coder");
        userBean1.setSubInfo(subInfo1);

        System.out.println("userBean-orign:" + userBean1);
        UserBean userBean2 = userBean1.clone();
        userBean2.setHome("贵州贵阳");
        userBean2.setAge(26);
        SubInfo subInfo2 = userBean2.getSubInfo();
        subInfo2.setSalary(Integer.valueOf(25000));
        subInfo2.setWork("manager");
        subInfo2.setIdNum(100002);
        System.out.println("######################");
        System.out.println("userBean-orign:" + userBean1);
        System.out.println("userBean-clone:" + userBean2);
    }
}

UserBeanclone 方法定义如下,我们可以看见它只调用了super.clone 而对 super.clone 的返回值没做任何修改:

@Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }

输出如下,结合测试code,我们可以发现,克隆得到的对象对 SubInfo 的修改同样体现到了原对象引用的 SubInfo 对象上,因为调用 super.clone 只是一个 "浅表复制"

userBean-orign:UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
######################
userBean-orign:UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))
userBean-clone:UserBean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))

深拷贝

深拷贝生成的对象,必须拥有完全独立的对象内存空间,拷贝对象和原对象上的修改,都不会影响对方;

前边提到通过super.clone 调用 Object上的clone方法实际上进行的只是一个浅拷贝

为了实现深拷贝我们则必须修改 UserBean 的clone 方法:

/***
     * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限
     * */
    @Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
            /** SubInfo.selfClone() 提供SubInfo对象clone()方法权限 */
            /** 克隆可变引用对象 SubInfo,并赋值给 super.clone() 返回的:UserBean 完成深拷贝 */
            SubInfo cloneSub = this.subInfo.selfClone();
            clone.setSubInfo(cloneSub);
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }

实际上除此之外,测试代码一成不变,然后我们来看现在的输出,可以发现对克隆对象的引用对象:SubInfo 的修改,并未使原对象的SubInfo变化

userBean-orign:UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
######################
userBean-orign:UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
userBean-clone:UserBean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))

此时问题来了:你可能会说假如我的对象进行了多层引用呢,且引用了多个对象该怎么办呢?那我只能一个一个去重写 clone 方法么?

是的你如果使用 clone 方法可能,你确实需要那样去处理。

假如,存在如下以对象A为根节点的引用关系:

A  ->  B
       C -> E -> F
            G -> G
       D -> H 
            I -> J -> K

我相信处理深拷贝的人会疯掉的。。。。

那么有更省事的方法么? 当然有,那就是下一节提到的反序列化。

五、反序列化

参考代码:

package com.bokerr.canaltask.workerrun;

import com.bokerr.canaltask.po.NoCloneInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.SubInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.UserBean;
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;

import java.util.Arrays;

public class ExecuteTest {

    public static void main(String[] args){
        UserBean userBean1 = new UserBean();
        userBean1.setAge(25);
        userBean1.setSex(1);
        userBean1.setName("bokerr");
        userBean1.setHome("贵州铜仁");
        SubInfo subInfo1 = new SubInfo();
        subInfo1.setIdNum(3423);
        subInfo1.setSalary(Integer.valueOf(15000));
        subInfo1.setWork("coder");
        userBean1.setSubInfo(subInfo1);

        System.out.println("序列化前" + userBean1);
        /** 对象序列化为二进制字节序列 */
        byte[] serializeBytes = SerializationUtils.serialize(userBean1);
        /** 反序列化还原为Java对象 */
        UserBean userBeanSer = SerializationUtils.deserialize(serializeBytes);
        userBeanSer.getSubInfo().setSalary(800000);
        userBeanSer.getSubInfo().setWork("CTO");
        System.out.println("反序列化" + userBeanSer);
        System.out.println(userBean1 == userBeanSer);
    }
}

输出:

序列化前UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
反序列化UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=CTO, salary=800000, idNum=3423))
false

我们可以发现最终输出了:subInfo.work=CTO subInfo.salary=800000,对反序列化得到的对象引用的SubInfo对象的修改,并未影响到原对象,所以可以通过反序列化进行对象的深拷贝。

六、补充

PS*有一说一:lombok 是真的好用,虽然 set、get 方法可以自动生成,但是用 lombok后明显代码更简洁了 ;

commons-lang3 它是apache的一个工具包,我用的序列化工具来自它。

可能有小伙伴不了解,我还是贴一下Maven依赖吧,虽然我知道大家都人均大佬了。

<dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>


        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>

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