Java使用序列化实现对象的拷贝

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      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] view
plain
 copy

 

  1. public class Person implements Cloneable{  
  2.     /** 姓名 **/  
  3.     private String name;  
  4.       
  5.     /** 电子邮件 **/  
  6.     private Email email;  
  7.   
  8.     public String getName() {  
  9.         return name;  
  10.     }  
  11.   
  12.     public void setName(String name) {  
  13.         this.name = name;  
  14.     }  
  15.   
  16.     public Email getEmail() {  
  17.         return email;  
  18.     }  
  19.   
  20.     public void setEmail(Email email) {  
  21.         this.email = email;  
  22.     }  
  23.       
  24.     public Person(String name,Email email){  
  25.         this.name  = name;  
  26.         this.email = email;  
  27.     }  
  28.       
  29.     public Person(String name){  
  30.         this.name = name;  
  31.     }  
  32.   
  33.     protected Person clone() {  
  34.         Person person = null;  
  35.         try {  
  36.             person = (Person) super.clone();  
  37.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  38.             e.printStackTrace();  
  39.         }  
  40.           
  41.         return person;  
  42.     }  
  43. }  
  44.   
  45. public class Client {  
  46.     public static void main(String[] args) {  
  47.         //写封邮件  
  48.         Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议…");  
  49.           
  50.         Person person1 =  new Person("张三",email);  
  51.           
  52.         Person person2 =  person1.clone();  
  53.         person2.setName("李四");  
  54.         Person person3 =  person1.clone();  
  55.         person3.setName("王五");  
  56.           
  57.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());  
  58.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());  
  59.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());  
  60.     }  
  61. }  
  62. ——————–  
  63. Output:  
  64. 张三的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议…  
  65. 李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议…  
  66. 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

 

  1. public class Client {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         //写封邮件  
  4.         Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议…");  
  5.           
  6.         Person person1 =  new Person("张三",email);  
  7.           
  8.         Person person2 =  person1.clone();  
  9.         person2.setName("李四");  
  10.         Person person3 =  person1.clone();  
  11.         person3.setName("王五");  
  12.           
  13.         person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议…");  
  14.           
  15.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());  
  16.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());  
  17.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());  
  18.     }  
  19. }  

       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:

[java] view
plain
 copy

 

  1. 张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议…  
  2. 李四的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议…  
  3. 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:

[java] view
plain
 copy

 

  1. protected Person clone() {  
  2.         Person person = null;  
  3.         try {  
  4.             person = (Person) super.clone();  
  5.             person.setEmail(new Email(person.getEmail().getObject(),person.getEmail().getContent()));  
  6.         } catch (CloneNotSupportedException e) {  
  7.             e.printStackTrace();  
  8.         }  
  9.           
  10.         return person;  
  11.     }  

      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

 

  1. public class CloneUtils {  
  2.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  3.     public static <T extends Serializable> T clone(T obj){  
  4.         T cloneObj = null;  
  5.         try {  
  6.             //写入字节流  
  7.             ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();  
  8.             ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);  
  9.             obs.writeObject(obj);  
  10.             obs.close();  
  11.               
  12.             //分配内存,写入原始对象,生成新对象  
  13.             ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());  
  14.             ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);  
  15.             //返回生成的新对象  
  16.             cloneObj = (T) ois.readObject();  
  17.             ois.close();  
  18.         } catch (Exception e) {  
  19.             e.printStackTrace();  
  20.         }  
  21.         return cloneObj;  
  22.     }  
  23. }  

      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
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 copy

 

  1. public class Person implements Serializable{  
  2.     private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;  
  3.   
  4.     ………………  
  5.     //去除clone()方法  
  6.   
  7. }  
  8.   
  9. public class Email implements Serializable{  
  10.     private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;  
  11.       
  12.     ………………..  
  13. }  

      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

 

  1. public class Client {  
  2.     public static void main(String[] args) {  
  3.         //写封邮件  
  4.         Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议…");  
  5.           
  6.         Person person1 =  new Person("张三",email);  
  7.           
  8.         Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);  
  9.         person2.setName("李四");  
  10.         Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);  
  11.         person3.setName("王五");  
  12.         person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议…");  
  13.           
  14.         System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());  
  15.         System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());  
  16.         System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());  
  17.     }  
  18. }  
  19. ——————-  
  20. Output:  
  21. 张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议…  
  22. 李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议…  
  23. 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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