Java中的对象复制（Java Copy）实现原理

一、浅复制和深复制的区别

在Java中，对象的复制一般分为两种：浅复制和深复制。浅复制是指只复制对象的基本类型值以及对其他对象的引用，并不复制其他对象本身；而深复制则是将对象自身和对象所引用的对象（如果有）均复制一份。浅复制和深复制的区别可以通过下面的代码演示：

//定义Person类
public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    //getters and setters
}

//定义PhoneNumber类
public class PhoneNumber {
    private String phoneNumber;

    public PhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    public String getPhoneNumber() {
        return phoneNumber;
    }

    public void setPhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }
}

//测试浅复制
Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) person1.clone();
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //654321

//测试深复制
public class PhoneNumber implements Cloneable {
    private String phoneNumber;

    public PhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    //getters and setters
}

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        person.phoneNumber = (PhoneNumber) phoneNumber.clone(); //深复制
        return person;
    }

    //getters and setters
}

Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) person1.clone();
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //123456

二、实现Cloneable接口

在Java中，任何一个类如果要实现复制的功能，都需要实现Cloneable接口，并且重写Object类的clone方法。

Cloneable接口只是一个标识接口，它没有任何方法需要实现。它的作用是告诉JVM，这个类是可以被复制的。

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    //getters and setters
}

三、深度复制实现方式

上面我们已经提到，如果要实现深度复制，可以在clone方法中将所有引用类型的属性均进行一次clone操作，从而实现深度复制。但这种方式有一个缺陷，如果对象的引用链比较长，这种方式会显得非常繁琐和复杂。

可以通过序列化和反序列化的方式来实现深度复制。只需要将对象序列化成二进制流，再将二进制流反序列化成新的对象，就可以实现深度复制。代码如下：

public static Object deepClone(Object object) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
    oos.writeObject(object);
    ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
    return ois.readObject();
}

//测试深度复制
Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) deepClone(person1);
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //123456

四、总结

Java中的对象复制一般分为浅复制和深复制。浅复制只复制对象的基本类型值以及对其他对象的引用，并不复制其他对象本身；深复制则是将对象自身和对象所引用的对象（如果有）均复制一份。

另外，如果要实现复制的功能，需要实现Cloneable接口，并且重写Object类的clone方法。如果要实现深度复制，可以在clone方法中将所有引用类型的属性均进行一次clone操作，也可以通过序列化和反序列化的方式来实现深度复制。