深入理解淺拷貝和深拷貝
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0x01：概述
Java中的對象拷貝 ( Object Copy ) 是指將一個對象的所有屬性（成員變量）拷貝到另一個有著相同類類型的對象中去。例如，對象 A 和對象 B 都屬于類 S，具有屬性 a 和 b。那么對對象 A 進行拷貝操作賦值給對象 B 就是：
B.a?=?A.a;??
B.b?=?A.b;
拷貝對象是很常見的，主要是為了在新的上下文環(huán)境中復(fù)用現(xiàn)有對象的部分或全部數(shù)據(jù)。Java中的對象拷貝主要分為
淺拷貝( Shallow Copy )
深拷貝( Deep Copy )
Java中的數(shù)據(jù)類型分為基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型。對于這兩種數(shù)據(jù)類型，在進行賦值操作、用作方法參數(shù)或返回值時，會有值傳遞和引用（地址）傳遞的差別。
淺拷貝（Shallow Copy）
對于數(shù)據(jù)類型是基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，淺拷貝會直接進行值傳遞，也就是將該屬性值復(fù)制一份給新的對象。因為是兩份不同的數(shù)據(jù)，所以對其中一個對象的該成員變量值進行修改，不會影響另一個對象拷貝得到的數(shù)據(jù)。
對于數(shù)據(jù)類型是引用數(shù)據(jù)類型的成員變量，比如說成員變量是某個數(shù)組、某個類的對象等，那么淺拷貝會進行引用傳遞，也就是只是將該成員變量的引用值（內(nèi)存地址）復(fù)制一份給新的對象。因為實際上兩個對象的該成員變量都指向同一個實例。在這種情況下，在一個對象中修改該成員變量會影響到另一個對象的該成員變量值。
具體模型如下圖所示，可以看到基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，對其值創(chuàng)建了新的拷貝；而引用數(shù)據(jù)類型的成員變量的實例仍然是只有一份，兩個對象的該成員變量都指向同一個實例。
0x02：淺拷貝的實現(xiàn)方式
拷貝構(gòu)造方法實現(xiàn)淺拷貝
拷貝構(gòu)造方法指的是該類的構(gòu)造方法參數(shù)為該類的對象。使用拷貝構(gòu)造方法可以很好地完成淺拷貝，直接通過一個現(xiàn)有的對象創(chuàng)建出與該對象屬性相同的新的對象。
重寫clone()方法進行淺拷貝
Object類是類結(jié)構(gòu)的根類，其中有一個方法
protected?Object?clone()?throws?CloneNotSupportedException
這個方法就是進行的淺拷貝。有了這個淺拷貝模板，可以通過調(diào)用clone()方法來實現(xiàn)對象的淺拷貝。但是需要注意：
（1）Object類雖然有這個方法，但是這個方法是受保護的（被protected修飾），所以無法直接使用。
（2）使用clone方法的類必須實現(xiàn)Cloneable接口，否則會拋出異常CloneNotSupportedException。
對于這兩點，我們的解決方法是：在要使用clone方法的類中重寫clone()方法，通過super.clone()調(diào)用Object類中的原clone方法。
0x03：深拷貝的實現(xiàn)方式
首先介紹對象圖的概念。設(shè)想一下，一個類有一個對象，其成員變量中又有一個對象，該對象指向另一個對象，另一個對象又指向另一個對象，直到一個確定的實例。這就形成了對象圖。那么對于深拷貝來說，不僅要復(fù)制對象的所有基本數(shù)據(jù)類型的成員變量值，還要為所有引用數(shù)據(jù)類型的成員變量申請存儲空間，并復(fù)制每個引用數(shù)據(jù)類型成員變量所引用的對象，直到該對象可達的所有對象。也就是說，對象進行深拷貝要對整個對象圖進行拷貝。
一句話，深拷貝對引用數(shù)據(jù)類型的成員變量的對象圖中所有的對象都開辟了內(nèi)存空間；而淺拷貝只是傳遞地址指向，新的對象并沒有對引用數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建內(nèi)存空間。深拷貝模型如下圖所示，可以看到所有的成員變量都進行了復(fù)制。
因為創(chuàng)建內(nèi)存空間和拷貝整個對象圖，所以深拷貝相比于淺拷貝速度較慢并且花銷較大。
重寫clone方法來實現(xiàn)深拷貝
與通過重寫clone方法實現(xiàn)淺拷貝的基本思路一樣，只需要為對象圖的每一層的每一個對象都實現(xiàn)Cloneable接口并重寫clone方法，最后在最頂層的類的重寫的clone方法中調(diào)用所有的clone方法即可實現(xiàn)深拷貝。簡單的說只要每一層的每個對象都進行淺拷貝，就等于實現(xiàn)了深拷貝。
@Override
public?Object?clone()?{
????//深拷貝
????try?{
????????//?直接調(diào)用父類的clone()方法
????????Student?student?=?(Student)?super.clone();
????????student.引用對象?=?(引用對象)?引用對象.clone();
????????return?student;
????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{
????????return?null;
????}
}對象序列化實現(xiàn)深拷貝
雖然層次調(diào)用clone方法可以實現(xiàn)深拷貝，但是顯然代碼量實在太大。特別對于屬性數(shù)量比較多、層次比較深的類而言，每個類都要重寫clone方法太過繁瑣。將對象序列化為字節(jié)序列后，默認會將該對象的整個對象圖進行序列化，再通過反序列即可完美地實現(xiàn)深拷貝。
//將對象寫入流中
ByteArrayOutputStream?outputStream?=?new?ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream?objectOutputStream?=?new?ObjectOutputStream(outputStream);
objectOutputStream.writeObject(拷貝對象);
//從流中取出
ByteArrayInputStream?inputStream?=?new?ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
ObjectInputStream?objectInputStream?=?new?ObjectInputStream(inputStream);
return?(拷貝對象)objectInputStream.readObject();
JSON或者XML方式實現(xiàn)深拷貝
因為一個POJO對象可以通過JSON庫變成一個json字符串（通過XML庫變成一個xml字符串），再通過對應(yīng)的類庫又反序列化成另外一個完整的對象。
String?json?=JSON.toJSONString(src);
T?object?=?JSON.parseObject(json,?clazz);推薦閱讀
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