java提高篇(六)-----使用序列化實現對象的拷貝

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我們知道在Java中存在這個介面Cloneable，實現該介面的類都會具備被拷貝的能力，同時拷貝是在記憶體中進行，在效能方面比我們直接通過new產生對象來的快，特別是在大對象的產生上，使得效能的提升非常明顯。然而我們知道拷貝分為深拷貝和淺拷貝之分，但是淺拷貝存在對象屬性拷貝不徹底問題。關於深拷貝、淺拷貝的請參考這裡：漸析java的淺拷貝和深拷貝

一、淺拷貝問題

我們先看如下代碼：

public class Person implements Cloneable{    /** 姓名 **/    private String name;        /** 電子郵件 **/    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) {        //寫封郵件        Email email = new Email("請參加會議","請與今天12:30到二會議室參加會議...");                Person person1 =  new Person("張三",email);                Person person2 =  person1.clone();        person2.setName("李四");        Person person3 =  person1.clone();        person3.setName("王五");                System.out.println(person1.getName() + "的郵件內容是：" + person1.getEmail().getContent());        System.out.println(person2.getName() + "的郵件內容是：" + person2.getEmail().getContent());        System.out.println(person3.getName() + "的郵件內容是：" + person3.getEmail().getContent());    }}--------------------Output:張三的郵件內容是：請與今天12:30到二會議室參加會議...李四的郵件內容是：請與今天12:30到二會議室參加會議...王五的郵件內容是：請與今天12:30到二會議室參加會議...

      在該應用程式中，首先定義一封郵件，然後將該郵件發給張三、李四、王五三個人，由於他們是使用相同的郵件，並且僅有名字不同，所以使用張三該對象類拷貝李四、王五對象然後更改下名字即可。程式一直到這裡都沒有錯，但是如果我們需要張三提前30分鐘到，即把郵件的內容修改下：

public class Client {    public static void main(String[] args) {        //寫封郵件        Email email = new Email("請參加會議","請與今天12:30到二會議室參加會議...");                Person person1 =  new Person("張三",email);                Person person2 =  person1.clone();        person2.setName("李四");        Person person3 =  person1.clone();        person3.setName("王五");                person1.getEmail().setContent("請與今天12:00到二會議室參加會議...");                System.out.println(person1.getName() + "的郵件內容是：" + person1.getEmail().getContent());        System.out.println(person2.getName() + "的郵件內容是：" + person2.getEmail().getContent());        System.out.println(person3.getName() + "的郵件內容是：" + person3.getEmail().getContent());    }}

      在這裡同樣是使用張三該對象實現對李四、王五拷貝，最後將張三的郵件內容改變為：請與今天12:00到二會議室參加會議...。但是結果是：

張三的郵件內容是：請與今天12:00到二會議室參加會議...李四的郵件內容是：請與今天12:00到二會議室參加會議...王五的郵件內容是：請與今天12:00到二會議室參加會議...

      這裡我們就疑惑了為什麼李四和王五的郵件內容也發送了改變呢？讓他們提前30分鐘到人家會有意見的！

      其實出現問題的關鍵就在於clone()方法上，我們知道該clone()方法是使用Object類的clone()方法，但是該方法存在一個缺陷，它並不會將對象的所有屬性全部拷貝過來，而是有選擇性的拷貝，基本規則如下：

      1、 基本類型

         如果變數是基本很類型，則拷貝其值，比如int、float等。

      2、 對象

         如果變數是一個執行個體對象，則拷貝其地址引用，也就是說此時新對象與原來對象是公用該執行個體變數。

      3、 String字串

         若變數為String字串，則拷貝其地址引用。但是在修改時，它會從字串池中重建一個新的字串，原有紫都城對象保持不變。

      基於上面上面的規則，我們很容易發現問題的所在，他們三者公用一個對象，張三修改了該郵件內容，則李四和王五也會修改，所以才會出現上面的情況。對於這種情況我們還是可以解決的，只需要在clone()方法裡面建立一個對象，然後張三引用該對象即可：

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：淺拷貝只是Java提供的一種簡單的拷貝機制，不便於直接使用。

      對於上面的解決方案還是存在一個問題，若我們系統中存在大量的對象是通過拷貝產生的，如果我們每一個類都寫一個clone()方法，並將還需要進行深拷貝，建立大量的對象，這個工程是非常大的，這裡我們可以利用序列化來實現對象的拷貝。

二、利用序列化實現對象的拷貝

      如何利用序列化來完成對象的拷貝呢？在記憶體中通過位元組流的拷貝是比較容易實現的。把母對象寫入到一個位元組流中，再從位元組流中將其讀出來，這樣就可以建立一個新的對象了，並且該新對象與母對象之間並不存在引用共用的問題，真正實現對象的深拷貝。

public class CloneUtils {    @SuppressWarnings("unchecked")    public static <T extends Serializable> T clone(T obj){        T cloneObj = null;        try {            //寫入位元組流            ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();            ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);            obs.writeObject(obj);            obs.close();                        //分配記憶體，寫入原始對象，產生新對象            ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);            //返回產生的新對象            cloneObj = (T) ois.readObject();            ois.close();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }        return cloneObj;    }}

      使用該工具類的對象必須要實現Serializable介面，否則是沒有辦法實現複製的。

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;        ....................}

      所以使用該工具類的對象只要實現Serializable介面就可實現對象的複製，無須繼承Cloneable介面實現clone()方法。

public class Client {    public static void main(String[] args) {        //寫封郵件        Email email = new Email("請參加會議","請與今天12:30到二會議室參加會議...");                Person person1 =  new Person("張三",email);                Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);        person2.setName("李四");        Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);        person3.setName("王五");        person1.getEmail().setContent("請與今天12:00到二會議室參加會議...");                System.out.println(person1.getName() + "的郵件內容是：" + person1.getEmail().getContent());        System.out.println(person2.getName() + "的郵件內容是：" + person2.getEmail().getContent());        System.out.println(person3.getName() + "的郵件內容是：" + person3.getEmail().getContent());    }}-------------------Output:張三的郵件內容是：請與今天12:00到二會議室參加會議...李四的郵件內容是：請與今天12:30到二會議室參加會議...王五的郵件內容是：請與今天12:30到二會議室參加會議...

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參考文獻《編寫高品質代碼 改善Java程式的151個建議》----秦小波

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