Java拷貝對象的實現

一、淺拷貝與深拷貝

拷貝對象在Java程序中是一個常見的操作，通常有兩種拷貝方式：淺拷貝和深拷貝。

淺拷貝是指只複製了對象的引用，如果原對象的引用類型屬性被修改了，那麼拷貝後的對象的引用類型屬性也會被修改。此時Java中的clone()方法默認實現就是淺拷貝，只需要實現Cloneable接口，重寫clone()方法即可實現淺拷貝。

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]

深拷貝則是將原對象的引用類型屬性也複製一份出來，獨立於原對象以及拷貝出來的對象之外。這樣在修改原對象引用類型屬性時，拷貝出來的對象不會受到影響。常見的實現方式有序列化與反序列化、Apache Commons BeanUtils、Spring BeanUtils等。

//使用序列化與反序列化實現深拷貝
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、實現Cloneable接口

實現Cloneable接口是實現對象拷貝功能的一種方式，但是需要注意以下幾點：

1、實現Cloneable接口並重寫clone()方法時，clone()方法的訪問控制符應該為public，並且方法內部需要進行異常處理。

2、被拷貝的對象及其引用類型屬性都需要實現Cloneable接口或者是基本數據類型。

3、實現Cloneable接口的對象屬性不能使用final修飾符。

三、序列化與反序列化實現深拷貝

序列化與反序列化也是一種常見的實現深拷貝的方式，具體實現方法可以使用Java的序列化機制，序列化時將對象寫入到字節流中，反序列化時從字節流中讀取對象。實現方式如下：

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實現深拷貝

Apache Commons BeanUtils是一個Java類庫，提供各種操作JavaBean的工具，其中就包括實現深拷貝的方法。但是使用時需要注意以下問題：

1、實現深拷貝的對象屬性需要提供get和set方法，並且對應的屬性也需要提供get和set方法。

2、不支持普通的List、Set等集合對象的深拷貝，需要使用Apache Commons Collections提供的工具類。

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實現深拷貝

Spring BeanUtils也提供了一種實現深拷貝的方法，與Apache Commons BeanUtils類似，但是Spring BeanUtils需要使用反射機制，使用時需要注意以下問題：

1、實現深拷貝的對象屬性需要提供get和set方法，並且對應的屬性也需要提供get和set方法。

2、如果對象中有Date或者Calendar類型的屬性，需要設置特殊的轉換器。

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]