java中深拷貝的方式有哪些

前言

在java裡，當我們需要拷貝一個物件時，有兩種類型的拷貝：淺拷貝與深拷貝。

• 淺拷貝只是拷貝了來源物件的位址，所以來源物件的值會改變時，拷貝物件的值也會改變。

• 深拷貝則是拷貝了來源物件的所有值，所以即使來源物件的值發生變化時，拷貝物件的值也不會改變。

方式1：建構函式深度拷貝

我們可以呼叫建構函式進行深拷貝，形參如果是基本型別和字串則是直接賦值，如果是對象，則是重新new一個。

測試案例

package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 14:28
 * 通过构造器进行深拷贝测试
 */
@Getter
public class UserConstruct {
    private String userName;
    private AddressConstruct address;
    public UserConstruct() {
    }
    public UserConstruct(String userName, AddressConstruct address) {
        this.userName = userName;
        this.address = address;
    }
    public static void main(String[] args) {
        AddressConstruct address = new AddressConstruct("小区1", "小区2");
        UserConstruct user = new UserConstruct("小李", address);
        // 调用构造函数进行深拷贝
        UserConstruct copyUser = new UserConstruct(user.getUserName(), new AddressConstruct(address.getAddress1(), address.getAddress2()));
        // 修改源对象的值
        user.getAddress().setAddress1("小区3");
        // false
        System.out.println(user == copyUser);
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1() == copyUser.getAddress().getAddress1());
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1().equals(copyUser.getAddress().getAddress1()));
        // true
        System.out.println(user.getAddress().getAddress2().equals(copyUser.getAddress().getAddress2()));
    }
}
package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 14:28
 */
@Getter
@Setter
public class AddressConstruct {
    private String address1;
    private String address2;
    public AddressConstruct() {
    }
    public AddressConstruct(String address1, String address2) {
        this.address1 = address1;
        this.address2 = address2;
    }
}

方式2：重載Clone（）方法深拷貝

Object父類別有個clone()的拷貝方法，不過它是protected類型的，我們需要重寫它並修改為public類型，除此之外，子類別還需要實作Cloneable介面來告訴JVM這個類別上市可以拷貝的。

測試案例

package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 14:49
 *
 */
@Setter
@Getter
public class AddressClone implements Cloneable{
    private String address1;
    private String address2;
    public AddressClone() {
    }
    public AddressClone(String address1, String address2) {
        this.address1 = address1;
        this.address2 = address2;
    }
    @Override
    protected AddressClone clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (AddressClone) super.clone();
    }
}
package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 14:48
 * 通过实现Clone接口实现深拷贝
 */
@Setter
@Getter
public class UserClone implements Cloneable{
    private String userName;
    private AddressClone address;
    public UserClone() {
    }
    public UserClone(String userName, AddressClone address) {
        this.userName = userName;
        this.address = address;
    }
    /**
     * Object父类有个clone()的拷贝方法，不过它是protected类型的，
     * 我们需要重写它并修改为public类型。除此之外，
     * 子类还需要实现Cloneable接口来告诉JVM这个类是可以拷贝的。
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected UserClone clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 需要注意的是，super.clone()其实是浅拷贝，
        // 所以在重写UserClone类的clone()方法时，address对象需要调用address.clone()重新赋值
        UserClone userClone = (UserClone) super.clone();
        userClone.setAddress(this.address.clone());
        return userClone;
    }
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        AddressClone address = new AddressClone("小区1", "小区2");
        UserClone user = new UserClone("小李", address);
        UserClone copyUser = user.clone();
        user.getAddress().setAddress1("小区3");
        // false
        System.out.println(user == copyUser);
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1().equals(copyUser.getAddress().getAddress1()));
    }
}

要注意的是，super.clone()其實是淺拷貝，所以在重寫User類別的clone()方法時，address物件需要呼叫address.clone()重新賦值。

方式3：Apache Commons Lang序列化方式深拷貝

Java提供了序列化的能力，我們可以先將來源物件序列化，再反序列化產生拷貝物件。但是，使用序列化的前提是拷貝的類別（包括其成員變數）需要實作Serializable介面。

Apache Commons Lang套件對Java序列化進行了封裝，我們可以直接使用它。

測試案例

package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import java.io.Serializable;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:11
 */
@Getter
@Setter
public class AddressSerializable implements Serializable {
    private String address1;
    private String address2;
    public AddressSerializable() {
    }
    public AddressSerializable(String address1, String address2) {
        this.address1 = address1;
        this.address2 = address2;
    }
}
package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;
import java.io.Serializable;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:10
 * 通过Apache Commons Lang 序列化方式深拷贝
 * Java提供了序列化的能力，我们可以先将源对象进行序列化，再反序列化生成拷贝对象。
 * 但是，使用序列化的前提是拷贝的类（包括其成员变量）需要实现Serializable接口。
 * Apache Commons Lang包对Java序列化进行了封装，我们可以直接使用它。
 */
@Getter
@Setter
public class UserSerializable implements Serializable {
    private String userName;
    private AddressSerializable address;
    public UserSerializable() {
    }
    public UserSerializable(String userName, AddressSerializable address) {
        this.userName = userName;
        this.address = address;
    }
    public static void main(String[] args) {
        AddressSerializable address = new AddressSerializable("小区1", "小区2");
        UserSerializable user = new UserSerializable("小李", address);
        UserSerializable copyUser = SerializationUtils.clone(user);
        user.getAddress().setAddress1("小区3");
        // false
        System.out.println(user == copyUser);
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1().equals(copyUser.getAddress().getAddress1()));
    }
}

方式4：Gson序列化方式深拷貝

Gson可以將物件序列化成JSON，也可以將JSON反序列化成對象，所以我們可以用它來進行深拷貝。

測試案例

package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Data;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:31
 */
@Data
public class AddressGson {
    private String address1;
    private String address2;
    public AddressGson() {
    }
    public AddressGson(String address1, String address2) {
        this.address1 = address1;
        this.address2 = address2;
    }
}
package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import com.google.gson.Gson;
import lombok.Data;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:30
 * 使用Gson序列化方式进行深拷贝
 * Gson可以将对象序列化成JSON，也可以将JSON反序列化成对象，所以我们可以用它进行深拷贝
 */
@Data
public class UserGson {
    private String userName;
    private AddressGson address;
    public UserGson() {
    }
    public UserGson(String userName, AddressGson address) {
        this.userName = userName;
        this.address = address;
    }
    public static void main(String[] args) {
        AddressGson address = new AddressGson("小区1", "小区2");
        UserGson user = new UserGson("小李", address);
        // 使用Gson序列化进行深拷贝
        Gson gson = new Gson();
        UserGson copyUser = gson.fromJson(gson.toJson(user), UserGson.class);
        user.getAddress().setAddress1("小区3");
        // false
        System.out.println(user == copyUser);
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1().equals(copyUser.getAddress().getAddress1()));
    }
}

方式5：Jackson序列化方式

Jackson與Gson相似，可以將物件序列化成JSON，明顯不同的地方是拷貝的類別（包括其成員變數）需要有預設的無參構造函數。

測試案例

package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import lombok.Data;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:41
 */
@Data
public class AddressJackson {
    private String address1;
    private String address2;
    public AddressJackson() {
    }
    public AddressJackson(String address1, String address2) {
        this.address1 = address1;
        this.address2 = address2;
    }
}
package com.lyj.demo.pojo.cloneTest;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import lombok.Data;
/**
 * @author 凌兮
 * @date 2021/4/15 15:40
 * 通过Jackson方式实现深拷贝
 * Jackson与Gson相似，可以将对象序列化成JSON，明显不同的地方是拷贝的类（包括其成员变量）需要有默认的无参构造函数。
 */
@Data
public class UserJackson {
    private String userName;
    private AddressJackson address;
    public UserJackson() {
    }
    public UserJackson(String userName, AddressJackson address) {
        this.userName = userName;
        this.address = address;
    }
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        AddressJackson address = new AddressJackson("小区1", "小区2");
        UserJackson user = new UserJackson("小李", address);
        // 使用Jackson序列化进行深拷贝
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        UserJackson copyUser = objectMapper.readValue(objectMapper.writeValueAsString(user), UserJackson.class);
        user.getAddress().setAddress1("小区3");
        // false
        System.out.println(user == copyUser);
        // false
        System.out.println(user.getAddress().getAddress1().equals(copyUser.getAddress().getAddress1()));
    }
}

總結

深拷貝方法	。優點	缺點
建構子	1. 底層實作簡單2.不需要引入第三方套件3. 系統開銷小4.對拷貝類別沒有要求，不需要實作額外介面和方法	1. 可用性差，每次新增成員變數都需要新增新的拷貝建構子
重載clone()方法	1. 底層實作較簡單2.不需要引入第三方套件3.系統開銷小	1. 可用性較差，每次新增成員變量可能需要修改clone()方法2. 拷貝類別（包括其成員變數）需要實作Cloneable介面
Apache Commons Lang序列化	1. 可用性強，新增成員變數不需要修改拷貝方法	1. 底層實作較複雜2. 需要引入Apache Commons Lang第三方JAR套件3. 拷貝類別（包括其成員變數）需要實作Serializable介面4.序列化與反序列化存在一定的系統開銷
Gson序列化	1. 可用性強，新增成員變數不需要修改拷貝方法2. 對拷貝類別沒有要求，不需要實作額外介面與方法	1. 底層實作複雜2. 需要引進Gson第三方JAR套件3. 序列化與反序列化存在一定的系統開銷
Jackson序列化	1. 可用性強，新增成員變數不需要修改拷貝方法	1. 底層實作複雜2. 需要引入Jackson第三方JAR套件3. 拷貝類（包括其成員變數）需要實現預設的無參構造函數4.序列化與反序列化存在一定的系統開銷

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