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Java提高篇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:

  [java]

  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:

  [java] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  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:

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  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:

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  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。

  [java] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  public class CloneUtils {

  @SuppressWarnings("unchecked")

  public static 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。

  [html] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  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。

  [java] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  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...