原型模式的定义
如果对象的创建成本比较大，而同一个类的不同对象之间差别不大（大部分字段都相同），在这种情况下，我们可以利用对已有对象（原型）进行复制（或者叫拷贝）的方式来创建新对象，以达到节省创建时间的目的。
这种基于原型来创建对象的方式就叫作原型设计模式（Prototype Design Pattern），简称原型模式。
理解对象的创建成本
实际上，创建对象包含的申请内存、给成员变量赋值这一过程，本身并不会花费太多时间，或者说对于大部分业务系统来说，这点时间完全是可以忽略的。
但是，如果对象中的数据需要经过复杂的计算才能得到（比如排序、计算哈希值），或者需要从 RPC、网络、数据库、文件系统等非常慢速的 IO 中读取，这种情况下，我们就可以利用原型模式，从其他已有对象中直接拷贝得到，而不用每次在创建新对象的时候，都重复执行这些耗时的操作。
原型模式的实现方式：深拷贝和浅拷贝
在 Java 语言中，Object 类的 clone() 方法执行的就是我们常说的浅拷贝。它只会拷贝对象中的基本数据类型的数据（比如，int、long），以及引用对象（SearchWord）的内存地址，不会递归地拷贝引用对象本身。
那如何实现深拷贝呢？
第一种方法：递归拷贝对象、对象的引用对象以及引用对象的引用对象……直到要拷贝的对象只包含基本数据类型数据，没有引用对象为止。
第二种方法：先将对象序列化，然后再反序列化成新的对象。
原型模式Java 实现
下面Java实现代码转自维基百科。
/** Prototype Class **/
public class Cookie implements Cloneable {
public Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
//In an actual implementation of this pattern you would now attach references to
//the expensive to produce parts from the copies that are held inside the prototype.
return (Cookie) super.clone();
}
}
/** Concrete Prototypes to clone **/
public class CoconutCookie extends Cookie { }
/** Client Class**/
public class CookieMachine
{
private Cookie cookie;//cookie必须是可复制的
public CookieMachine(Cookie cookie) {
this.cookie = cookie;
}
public Cookie makeCookie()
{
try
{
return (Cookie) cookie.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e)
{
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public static void main(String args[]){
Cookie tempCookie = null;
Cookie prot = new CoconutCookie();
CookieMachine cm = new CookieMachine(prot); //设置原型
for(int i=0; i<100; i++)
tempCookie = cm.makeCookie();//通过复制原型返回多个cookie
}
}
原型模式的优缺点
优点
- 复杂对象创建更快
- 逃避掉了构造函数的约束(构造函数不会执行)
缺点
- 必须实现 Cloneable 接口
- 构造函数不会执行
