Java中的Cloneable接口

一、简介

Cloneable接口是标记接口之一，即没有任何方法的接口，作用是告诉Java运行时环境，任何实现了Cloneable接口的类的实例，可以使用Object类中的clone方法进行克隆。

使用clone()方法可以避免对象引用浅拷贝的问题，实现等价对象的复制。clone()方法会在堆内存中为新的对象分配空间，并将原始对象的状态复制到新对象中，同时产生一个新的对象引用。

二、实现Cloneable接口

Cloneable接口并没有任何方法，实现Cloneable接口的类必须重写Object类的clone()方法。

在重写clone()方法时，需要注意以下事项：

1、clone()方法需要使用public修饰符，这是因为在Object类中，定义了protected类型的clone()方法，如果要在子类中重写该方法，必须使用public修饰符覆盖该方法；

2、需要调用Object类的clone()方法，返回Object类型，然后进行强制类型转换并返回。

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;

    public MyClass(int count, String name) {
        this.count = count;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        return cloned;
    }
}

三、正确的深拷贝

clone()方法进行的是浅拷贝，即对象的引用被复制，但是对象的实例并没有被复制。如果需要进行深拷贝，需要在实现clone()方法的时候进行操作。

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;
    private List list;

    public MyClass(int count, String name, List list) {
        this.count = count;
        this.name = name;
        this.list = list;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        List tempList = new ArrayList();
        for (String str : this.list) {
            tempList.add(str);
        }
        cloned.list = tempList;
        return cloned;
    }
}

在上面的例子中，MyClass的实例包含一个List类型的成员变量，如果进行浅拷贝，那么新克隆出来的实例中的list成员变量的引用还是指向原来的那个List实例，会出现修改一个对象的情况影响到另一个对象的现象。因此，需要重新创建一个List实例，并将原来的值复制。

四、小结

Cloneable接口作用是标记接口，用于告诉Java虚拟机，实现了此接口的类可以被克隆；实现克隆需要重写Object类的clone()方法；
进行深拷贝需要在重写的clone()方法中手动进行数据的复制。

完整代码示例：

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;

    public MyClass(int count, String name) {
        this.count = count;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        return cloned;
    }
}


public class DeepCloneClass implements Cloneable {
    private int age;
    private List list;

    public DeepCloneClass(int age, List list) {
        this.age = age;
        this.list = list;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        DeepCloneClass cloned = (DeepCloneClass) super.clone();
        List tempList = new ArrayList();
        for (String str : this.list) {
            tempList.add(str);
        }
        cloned.list = tempList;
        return cloned;
    }
}


public class TestClass {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        MyClass obj1 = new MyClass(10, "obj1");
        MyClass obj2 = (MyClass) obj1.clone();

        System.out.println(obj1 == obj2); // false
        System.out.println(obj1.equals(obj2)); // true

        List list1 = new ArrayList();
        list1.add("a");
        list1.add("b");
        list1.add("c");
        DeepCloneClass obj3 = new DeepCloneClass(20, list1);
        DeepCloneClass obj4 = (DeepCloneClass) obj3.clone();

        System.out.println(obj3 == obj4); // false
        System.out.println(obj3.equals(obj4)); // true

        obj3.getList().add("d");
        System.out.println(obj3.equals(obj4)); // false
    }
}