Java拷贝对象的实现

一、浅拷贝与深拷贝

拷贝对象在Java程序中是一个常见的操作，通常有两种拷贝方式：浅拷贝和深拷贝。

浅拷贝是指只复制了对象的引用，如果原对象的引用类型属性被修改了，那么拷贝后的对象的引用类型属性也会被修改。此时Java中的clone()方法默认实现就是浅拷贝，只需要实现Cloneable接口，重写clone()方法即可实现浅拷贝。

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private List hobbies;
    public Object clone() {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

Person p1 = new Person();
p1.setName("Alice");
p1.setAge(20);
List list = new ArrayList();
list.add("reading");
list.add("writing");
p1.setHobbies(list);

Person p2 = (Person)p1.clone();
System.out.println(p2.getName()); // Alice
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

list.add("swimming");
System.out.println(p1.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]

深拷贝则是将原对象的引用类型属性也复制一份出来，独立于原对象以及拷贝出来的对象之外。这样在修改原对象引用类型属性时，拷贝出来的对象不会受到影响。常见的实现方式有序列化与反序列化、Apache Commons BeanUtils、Spring BeanUtils等。

//使用序列化与反序列化实现深拷贝
public static  T deepClone(T obj) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
    oos.writeObject(obj);
    ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);
    return (T)ois.readObject();
}

Person p1 = new Person();
p1.setName("Alice");
p1.setAge(20);
List list = new ArrayList();
list.add("reading");
list.add("writing");
p1.setHobbies(list);

Person p2 = deepClone(p1);
System.out.println(p2.getName()); // Alice
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

list.add("swimming");
System.out.println(p1.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

二、实现Cloneable接口

实现Cloneable接口是实现对象拷贝功能的一种方式，但是需要注意以下几点：

1、实现Cloneable接口并重写clone()方法时，clone()方法的访问控制符应该为public，并且方法内部需要进行异常处理。

2、被拷贝的对象及其引用类型属性都需要实现Cloneable接口或者是基本数据类型。

3、实现Cloneable接口的对象属性不能使用final修饰符。

三、序列化与反序列化实现深拷贝

序列化与反序列化也是一种常见的实现深拷贝的方式，具体实现方法可以使用Java的序列化机制，序列化时将对象写入到字节流中，反序列化时从字节流中读取对象。实现方式如下：

public static  T deepClone(T obj) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
    oos.writeObject(obj);
    ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);
    return (T)ois.readObject();
}

Person p1 = new Person();
p1.setName("Alice");
p1.setAge(20);
List list = new ArrayList();
list.add("reading");
list.add("writing");
p1.setHobbies(list);

Person p2 = deepClone(p1);
System.out.println(p2.getName()); // Alice
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

list.add("swimming");
System.out.println(p1.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

四、Apache Commons BeanUtils实现深拷贝

Apache Commons BeanUtils是一个Java类库，提供各种操作JavaBean的工具，其中就包括实现深拷贝的方法。但是使用时需要注意以下问题：

1、实现深拷贝的对象属性需要提供get和set方法，并且对应的属性也需要提供get和set方法。

2、不支持普通的List、Set等集合对象的深拷贝，需要使用Apache Commons Collections提供的工具类。

public static  T deepClone(T obj) throws IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
    T newObj = (T)obj.getClass().newInstance();
    BeanUtils.copyProperties(newObj, obj);
    return newObj;
}

Person p1 = new Person();
p1.setName("Alice");
p1.setAge(20);
List list = new ArrayList();
list.add("reading");
list.add("writing");
p1.setHobbies(list);

Person p2 = deepClone(p1);
System.out.println(p2.getName()); // Alice
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

list.add("swimming");
System.out.println(p1.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

五、Spring BeanUtils实现深拷贝

Spring BeanUtils也提供了一种实现深拷贝的方法，与Apache Commons BeanUtils类似，但是Spring BeanUtils需要使用反射机制，使用时需要注意以下问题：

1、实现深拷贝的对象属性需要提供get和set方法，并且对应的属性也需要提供get和set方法。

2、如果对象中有Date或者Calendar类型的属性，需要设置特殊的转换器。

public static  T deepClone(T obj) {
    T newObj = (T)ReflectionUtils.newInstance(obj.getClass());
    BeanUtils.copyProperties(obj, newObj);
    return newObj;
}

Person p1 = new Person();
p1.setName("Alice");
p1.setAge(20);
List list = new ArrayList();
list.add("reading");
list.add("writing");
p1.setHobbies(list);

Person p2 = deepClone(p1);
System.out.println(p2.getName()); // Alice
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]

list.add("swimming");
System.out.println(p1.getHobbies()); // [reading, writing, swimming]
System.out.println(p2.getHobbies()); // [reading, writing]