实例详解java对象拷贝

这篇文章主要介绍了java对象拷贝详解及实例的相关资料,需要的朋友可以参考下

java对象拷贝详解及实例

Java赋值是复制对象引用,如果我们想要得到一个对象的副本,使用赋值操作是无法达到目的的:

@Testpublic void testassign(){ Person p1=new Person(); p1.setAge(31); p1.setName("Peter"); Person p2=p1; System.out.println(p1==p2);//true}

如果创建一个对象的新的副本,也就是说他们的初始状态完全一样,但以后可以改变各自的状态,而互不影响,就需要用到java中对象的复制,如原生的clone()方法。

如何进行对象克隆

Object对象有个clone()方法,实现了对象中各个属性的复制,但它的可见范围是protected的,所以实体类使用克隆的前提是:

① 实现Cloneable接口,这是一个标记接口,自身没有方法。

② 覆盖clone()方法,可见性提升为public。

@Datapublic class Person implements Cloneable {  private String name;  private Integer age;  private Address address;  @Override  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {    return super.clone();  }}@Testpublic void testShallowCopy() throws Exception{ Person p1=new Person(); p1.setAge(31); p1.setName("Peter"); Person p2=(Person) p1.clone(); System.out.println(p1==p2);//false p2.setName("Jacky"); System.out.println("p1="+p1);//p1=Person [name=Peter, age=31] System.out.println("p2="+p2);//p2=Person [name=Jacky, age=31]}

该测试用例只有两个基本类型的成员,测试达到目的了。

事情貌似没有这么简单,为Person增加一个Address类的成员:

@Datapublic class Address {  private String type;  private String value;}

再来测试,问题来了。

@Testpublic void testShallowCopy() throws Exception{ Address address=new Address(); address.setType("Home"); address.setValue("北京"); Person p1=new Person(); p1.setAge(31); p1.setName("Peter"); p1.setAddress(address); Person p2=(Person) p1.clone(); System.out.println(p1==p2);//false p2.getAddress().setType("Office"); System.out.println("p1="+p1); System.out.println("p2="+p2);}

查看输出:

falsep1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

遇到了点麻烦,只修改了p2的地址类型,两个地址类型都变成了Office。

浅拷贝和深拷贝

前面实例中是浅拷贝和深拷贝的典型用例。

浅拷贝:被复制对象的所有值属性都含有与原来对象的相同,而所有的对象引用属性仍然指向原来的对象。

深拷贝:在浅拷贝的基础上,所有引用其他对象的变量也进行了clone,并指向被复制过的新对象。

也就是说,一个默认的clone()方法实现机制,仍然是赋值。

如果一个被复制的属性都是基本类型,那么只需要实现当前类的cloneable机制就可以了,此为浅拷贝。

如果被复制对象的属性包含其他实体类对象引用,那么这些实体类对象都需要实现cloneable接口并覆盖clone()方法。

@Datapublic class Address implements Cloneable {  private String type;  private String value;  @Override  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {    return super.clone();  }}

这样还不够,Person的clone()需要显式地clone其引用成员。

@Datapublic class Person implements Cloneable {  private String name;  private Integer age;  private Address address;  @Override  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {    Object obj=super.clone();    Address a=((Person)obj).getAddress();    ((Person)obj).setAddress((Address) a.clone());    return obj;  }}

重新跑前面的测试用例:

falsep1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

clone方式深拷贝小结

① 如果有一个非原生成员,如自定义对象的成员,那么就需要:

    该成员实现Cloneable接口并覆盖clone()方法,不要忘记提升为public可见。

    同时,修改被复制类的clone()方法,增加成员的克隆逻辑。

② 如果被复制对象不是直接继承Object,中间还有其它继承层次,每一层super类都需要实现Cloneable接口并覆盖clone()方法。

与对象成员不同,继承关系中的clone不需要被复制类的clone()做多余的工作。

一句话来说,如果实现完整的深拷贝,需要被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现克隆机制。

前面的实例还可以接受,如果有N个对象成员,有M层继承关系,就会很麻烦。

利用序列化实现深拷贝

clone机制不是强类型的限制,比如实现了Cloneable并没有强制继承链上的对象也实现;也没有强制要求覆盖clone()方法。因此编码过程中比较容易忽略其中一个环节,对于复杂的项目排查就是困难了。

要寻找可靠的,简单的方法,序列化就是一种途径。

1.被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现java.io.Serializable接口。这个比较简单,不需要实现任何方法,serialVersionID的要求不强制,对深拷贝来说没毛病。

2.实现自己的deepClone方法,将this写入流,再读出来。俗称:冷冻-解冻。

@Datapublic class Person implements Serializable {  private String name;  private Integer age;  private Address address;  public Person deepClone() {    Person p2=null;    Person p1=this;    PipedOutputStream out=new PipedOutputStream();    PipedInputStream in=new PipedInputStream();    try {      in.connect(out);    } catch (IOException e) {      e.printStackTrace();    }    try(ObjectOutputStream bo=new ObjectOutputStream(out);        ObjectInputStream bi=new ObjectInputStream(in);) {      bo.writeObject(p1);      p2=(Person) bi.readObject();    } catch (Exception e) {      e.printStackTrace();    }    return p2;  }}

原型工厂类

为了便于测试,也节省篇幅,封装一个工厂类。

公平起见,避免某些工具库使用缓存机制,使用原型方式工厂。

public class PersonFactory{  public static Person newPrototypeInstance(){    Address address = new Address();    address.setType("Home");    address.setValue("北京");    Person p1 = new Person();    p1.setAddress(address);    p1.setAge(31);    p1.setName("Peter");    return p1;  }}

利用Dozer拷贝对象

Dozer是一个Bean处理类库。

maven依赖

<dependency> <groupId>net.sf.dozer</groupId> <artifactId>dozer</artifactId> <version>5.5.1</version></dependency>

测试用例:

@Datapublic class Person {  private String name;  private Integer age;  private Address address;  @Test  public void testDozer() {  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();    Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);    p2.getAddress().setType("Office");    System.out.println("p1=" + p1);    System.out.println("p2=" + p2);  }}@Datapublic class Address {  private String type;  private String value;}

输出:

p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))

注意:在万次测试中dozer有一个很严重的问题,如果DozerBeanMapper对象在for循环中创建,效率(dozer:7358)降低近10倍。由于DozerBeanMapper是线程安全的,所以不应该每次都创建新的实例。可以自带的单例工厂DozerBeanMapperSingletonWrapper来创建mapper,或集成到spring中。

还有更暴力的,创建一个People类:

@Datapublic class People {  private String name;  private String age;//这里已经不是Integer了  private Address address;  @Test  public void testDozer() {  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();    People p2 = mapper.map(p1, People.class);    p2.getAddress().setType("Office");    System.out.println("p1=" + p1);    System.out.println("p2=" + p2);  }}

只要属性名相同,干~

继续蹂躏:

@Datapublic class People {  private String name;  private String age;  private Map<String,String> address;//??  @Test  public void testDozer() {  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();    Mapper mapper = new DozerBeanMapper();    People p2 = mapper.map(p1, People.class);    p2.getAddress().put("type", "Office");    System.out.println("p1=" + p1);    System.out.println("p2=" + p2);  }}

利用Commons-BeanUtils复制对象

maven依赖

<dependency> <groupId>commons-beanutils</groupId> <artifactId>commons-beanutils</artifactId> <version>1.9.3</version></dependency>

测试用例:

@Datapublic class Person {  private String name;  private String age;  private Address address;  @Test  public void testCommonsBeanUtils(){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();    try {      Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);      System.out.println("p1=" + p1);      p2.getAddress().setType("Office");      System.out.println("p2=" + p2);    } catch (Exception e) {      e.printStackTrace();    }  }}

利用cglib复制对象

maven依赖:

<dependency> <groupId>cglib</groupId> <artifactId>cglib</artifactId> <version>3.2.4</version></dependency>

测试用例:

@Testpublic void testCglib(){ Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance(); BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, false); Person p2=new Person(); beanCopier.copy(p1, p2,null); p2.getAddress().setType("Office"); System.out.println("p1=" + p1); System.out.println("p2=" + p2);}

结果大跌眼镜,cglib这么牛x,居然是浅拷贝。不过cglib提供了扩展能力:

@Testpublic void testCglib(){ Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance(); BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true); Person p2=new Person(); beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){  @Override  public Object convert(Object value, Class target, Object context) {   if(target.isSynthetic()){    BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);   }   return value;  } }); p2.getAddress().setType("Office"); System.out.println("p1=" + p1); System.out.println("p2=" + p2);}

Orika复制对象

orika的作用不仅仅在于处理bean拷贝,更擅长各种类型之间的转换。

maven依赖:

<dependency> <groupId>ma.glasnost.orika</groupId> <artifactId>orika-core</artifactId> <version>1.5.0</version></dependency></dependencies>

测试用例:

@Testpublic void testOrika() { MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build(); mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class) .byDefault() .register(); ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory(); MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade(); Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance(); Person p2 = mapper.map(p1, Person.class); System.out.println("p1=" + p1); p2.getAddress().setType("Office"); System.out.println("p2=" + p2);}

Spring BeanUtils复制对象

给Spring个面子,貌似它不支持深拷贝。

Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();Person p2 = new Person();Person p2 = (Person) BeanUtils.cloneBean(p1);//BeanUtils.copyProperties(p2, p1);//这个更没戏

深拷贝性能对比

@Testpublic void testBatchDozer(){ Long start=System.currentTimeMillis(); Mapper mapper = new DozerBeanMapper(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  Person p2 = mapper.map(p1, Person.class); } System.out.println("dozer:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //dozer:721}@Testpublic void testBatchBeanUtils(){ Long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  try {   Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);  } catch (Exception e) {   e.printStackTrace();  } } System.out.println("commons-beanutils:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //commons-beanutils:229}@Testpublic void testBatchCglib(){ Long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);  Person p2=new Person();  beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){   @Override   public Object convert(Object value, Class target, Object context) {    if(target.isSynthetic()){     BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);    }    return value;   }  }); } System.out.println("cglib:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //cglib:133}@Testpublic void testBatchSerial(){ Long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  Person p2=p1.deepClone(); } System.out.println("serializable:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //serializable:687}@Testpublic void testBatchOrika() { MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build(); mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class) .field("name", "name") .byDefault() .register(); ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory(); MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade(); Long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  Person p2 = mapper.map(p1, Person.class); } System.out.println("orika:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //orika:83}@Testpublic void testBatchClone(){ Long start=System.currentTimeMillis(); for(int i=0;i<10000;i++){  Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();  try {   Person p2=(Person) p1.clone();  } catch (CloneNotSupportedException e) {   e.printStackTrace();  } } System.out.println("clone:"+(System.currentTimeMillis()-start)); //clone:8}

(10k)性能比较:

//dozer:721//commons-beanutils:229//cglib:133//serializable:687//orika:83//clone:8

深拷贝总结

原生的clone效率无疑是最高的,用脚趾头都能想到。

偶尔用一次,用哪个都问题都不大。

一般性能要求稍高的应用场景,cglib和orika完全可以接受。

另外一个考虑的因素,如果项目已经引入了某个依赖,就用那个依赖来做吧,没必要再引入一个第三方依赖。

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