1. 原型模式介绍

原型模式是一个创建型的模式。原型二字表明了该模式应该有一个样板实例，用户从这个样板对象中复制出一个内部属性一致的对象，这个过程就是我们俗称的“克隆”。

2. 使用场景

(1) 类初始化需要消耗非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等，通过原型拷贝避免这些消耗。

(2) 通过new产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，可以使用原型模式。

(3) 一个对象需要提供个其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用，即保护性拷贝。

个人理解，原型模式，其实就是利用Java提供的克隆Cloneable生成对象的过程。

注意：通过Cloneable接口的原型模式并不一定比通过new操作快，不过，如果对象包含大量数据需要赋值，使用原型模式可以减少大量代码。

3. 浅拷贝和深拷贝

(1) 浅拷贝，也称为影子拷贝，这份拷贝实际上并不是将原始对象的所有字段都重新构造一份，而是使用的引用方式。即两个对象指向同一个地址。

public class WordDoc implements Cloneable {private int mSize;private String mText;private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<String>();@Overrideprotected WordDoc clone() {try {WordDoc doc = (WordDoc) super.clone();doc.mText = this.mText;doc.mImages = this.mImages;return doc;} catch (Exception e) {}return null;}
}

可以看到，这种方式，doc.mImages = this.mImages使用的是引用方式

(2) 深拷贝，即在拷贝对象时，对于引用型的字段也要采用拷贝的形式。

doc.mImages = (ArrayList<String) this.mImages.clone()

public class WordDoc implements Cloneable {private int mSize;private String mText;private ArrayList<String> mImages = new ArrayList<String>();@Overrideprotected WordDoc clone() {try {WordDoc doc = (WordDoc) super.clone();doc.mText = this.mText;doc.mImages = (ArrayList<String) this.mImages.clone();return doc;} catch (Exception e) {}return null;}
}

这种方式，要求字段的类也要实现Cloneable接口，即是可以clone的。

Java基本类型int、byte、boolean不需要进行clone。

查看ArrayList源码，可以看到。

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements Cloneable, Serializable, RandomAccess {int size;transient Object[] array;@Overridepublic Object clone() {try {ArrayList<?> result = (ArrayList<?>) super.clone();result.array = array.clone();return result;} catch (CloneNotSupportException e) {throw new AssertionError();}}
}

注意：通过clone方法实现对象克隆，但这个方法并不是Cloneable接口中的，而是Object中的方法。Cloneable也是一个标识接口，它表明这个类的对象是可以拷贝的。如果没有实现Cloneable接口却调用了clone()函数将抛出异常。

还要注意：通过clone拷贝对象时，并不会执行构造函数。

4. 原型模式实战

在开发中，有时会满足一些需求，就是有的对象中的内容允许客户端程序读取，而不允许修改。

public class User {public int age;public String name;public String address;
}
// 登录接口
public interface Login {void login();
}
// 登录实现
public class LoginImpl implements Login {@Overridepublic void login() {// 登录到服务器，获取用户信息User loginUser = new User();// 将服务器返回的完整信息设置给loginUser对象loginUser.age = 22;loginUser.name = "Mr.Simple";login.address = "北京市";// 登录完后将用户信息设置到Session中LoginSession.getLoginSession().setLoginedUser(loginUser);}
}
// 登录session
public class LoginSession {static LoginSession sLoginSession = null;private User loginUser;private LoginSession() {}public static LoginSession getLoginSession() {if (sLoginSession == null) {sLoginSession = new LoginSession();}return sLoginSession;}// 设置登录的用户信息，不对外开放void setLoginedUser(User user) {loginUser = user;}public User getLoginedUser() {return loginedUser;}
}

问题：上面的getLoginedUser()方法，可以直接获取User对象，并更改对象内容，且会影响Session中的原对象内容。这样，客户端程序就不通过LoginSession设置用户信息了。

利用原型模式实现保护性拷贝即可避免这种问题

public class LoginSession {......public User getLoginedUser() {return loginedUser.clone();}
}

这种方式获取的是一个拷贝对象，修改拷贝对象也不会影响最初的登录用户对象。