woaidongmao

關(guān)于java對象復制
我們在編碼過程經(jīng)常會碰到將一個對象傳遞給另一個對象，java中對于基本型變量
采用的是值傳遞，而對于對象比如bean傳遞時采用的是應(yīng)用傳遞也就是地址傳遞，
而很多時候?qū)τ趯ο髠鬟f我們也希望能夠象值傳遞一樣，使得傳遞之前和之后有
不同的內(nèi)存地址，在這種情況下我們一般采用以下兩種情況。

1 對象克隆
什么是"clone"？


在實際編程過程中，我們常常要遇到這種情況：有一個對象A，在某一時刻A中已經(jīng)包含了一些有效值，此時可能會需要一個和A完全相同新對象B，并且此后對B任何改動都不會影響到A中的值，也就是說，A與B是兩個獨立的對象，但B的初始值是由A對象確定的。在Java語言中，用簡單的賦值語句是不能滿足這種需求的。要滿足這種需求雖然有很多途徑，但實現(xiàn)clone（）方法是其中最簡單，也是最高效的手段。

Java的所有類都默認繼承java.lang.Object類，在java.lang.Object類中有一個方法clone()。JDK API的說明文檔解釋這個方法將返回Object對象的一個拷貝。要說明的有兩點：一是拷貝對象返回的是一個新對象，而不是一個引用。二是拷貝對象與用new操作符返回的新對象的區(qū)別就是這個拷貝已經(jīng)包含了一些原來對象的信息，而不是對象的初始信息。

怎樣應(yīng)用clone()方法？


一個很典型的調(diào)用clone()代碼如下：

class CloneClass implements Cloneable{
    public int aInt;
    public Object clone(){
        CloneClass o = null;
        try{
            o = (CloneClass)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return o;
    }
｝




有三個值得注意的地方，一是希望能實現(xiàn)clone功能的CloneClass類實現(xiàn)了Cloneable接口，這個接口屬于java.lang包，java.lang包已經(jīng)被缺省的導入類中，所以不需要寫成java.lang.Cloneable。另一個值得請注意的是重載了clone()方法。最后在clone()方法中調(diào)用了super.clone()，這也意味著無論clone類的繼承結(jié)構(gòu)是什么樣的，super.clone()直接或間接調(diào)用了java.lang.Object類的clone()方法。下面再詳細的解釋一下這幾點。

應(yīng)該說第三點是最重要的，仔細觀察一下Object類的clone()一個native方法，native方法的效率一般來說都是遠高于java中的非native方法。這也解釋了為什么要用Object中clone()方法而不是先new一個類，然后把原始對象中的信息賦到新對象中，雖然這也實現(xiàn)了clone功能。對于第二點，也要觀察Object類中的clone()還是一個protected屬性的方法。這也意味著如果要應(yīng)用clone()方法，必須繼承Object類，在Java中所有的類是缺省繼承Object類的，也就不用關(guān)心這點了。然后重載clone()方法。還有一點要考慮的是為了讓其它類能調(diào)用這個clone類的clone()方法，重載之后要把clone()方法的屬性設(shè)置為public。

那么clone類為什么還要實現(xiàn)Cloneable接口呢？稍微注意一下，Cloneable接口是不包含任何方法的！其實這個接口僅僅是一個標志，而且這個標志也僅僅是針對Object類中clone()方法的，如果clone類沒有實現(xiàn)Cloneable接口，并調(diào)用了Object的clone()方法（也就是調(diào)用了super.Clone()方法），那么Object的clone()方法就會拋出CloneNotSupportedException異常。

什么是影子clone？


下面的例子包含三個類UnCloneA，CloneB，CloneMain。CloneB類包含了一個UnCloneA的實例和一個int類型變量，并且重載clone()方法。CloneMain類初始化UnCloneA類的一個實例b1，然后調(diào)用clone()方法生成了一個b1的拷貝b2。最后考察一下b1和b2的輸出：

package clone;
class UnCloneA {
    private int i;
    public UnCloneA(int ii) { i = ii; }
    public void doubleValue() { i *= 2; }
    public String toString() {
        return Integer.toString(i);
    }
}
class CloneB implements Cloneable{
    public int aInt;
    public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111);
    public Object clone(){
        CloneB o = null;
        try{
            o = (CloneB)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return o;
    }
}
public class CloneMain {
    public static void main(String[] a){
        CloneB b1 = new CloneB();
        b1.aInt = 11;
        System.out.println("before clone,b1.aInt = "+ b1.aInt);
        System.out.println("before clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
               
        CloneB b2 = (CloneB)b1.clone();
        b2.aInt = 22;
        b2.unCA.doubleValue();
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,b1.aInt = "+ b1.aInt);
        System.out.println("after clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,b2.aInt = "+ b2.aInt);
        System.out.println("after clone,b2.unCA = "+ b2.unCA);
    }
}


/** RUN RESULT:
before clone,b1.aInt = 11
before clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b1.aInt = 11
after clone,b1.unCA = 222
=================================
after clone,b2.aInt = 22
after clone,b2.unCA = 222
*/





輸出的結(jié)果說明int類型的變量aInt和UnCloneA的實例對象unCA的clone結(jié)果不一致，int類型是真正的被clone了，因為改變了b2中的aInt變量，對b1的aInt沒有產(chǎn)生影響，也就是說，b2.aInt與b1.aInt已經(jīng)占據(jù)了不同的內(nèi)存空間，b2.aInt是b1.aInt的一個真正拷貝。相反，對b2.unCA的改變同時改變了b1.unCA，很明顯，b2.unCA和b1.unCA是僅僅指向同一個對象的不同引用！從中可以看出，調(diào)用Object類中clone()方法產(chǎn)生的效果是：先在內(nèi)存中開辟一塊和原始對象一樣的空間，然后原樣拷貝原始對象中的內(nèi)容。對基本數(shù)據(jù)類型，這樣的操作是沒有問題的，但對非基本類型變量，我們知道它們保存的僅僅是對象的引用，這也導致clone后的非基本類型變量和原始對象中相應(yīng)的變量指向的是同一個對象。

大多時候，這種clone的結(jié)果往往不是我們所希望的結(jié)果，這種clone也被稱為"影子clone"。要想讓b2.unCA指向與b2.unCA不同的對象，而且b2.unCA中還要包含b1.unCA中的信息作為初始信息，就要實現(xiàn)深度clone。

怎么進行深度clone？


把上面的例子改成深度clone很簡單，需要兩個改變：一是讓UnCloneA類也實現(xiàn)和CloneB類一樣的clone功能（實現(xiàn)Cloneable接口，重載clone()方法）。二是在CloneB的clone()方法中加入一句o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();

程序如下：

package clone.ext;
class UnCloneA implements Cloneable{
    private int i;
    public UnCloneA(int ii) { i = ii; }
    public void doubleValue() { i *= 2; }
    public String toString() {
        return Integer.toString(i);
    }
    public Object clone(){
        UnCloneA o = null;
        try{
            o = (UnCloneA)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return o;
    }
}
class CloneB implements Cloneable{
    public int aInt;
    public UnCloneA unCA = new UnCloneA(111);
    public Object clone(){
        CloneB o = null;
        try{
            o = (CloneB)super.clone();
        }catch(CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();
        return o;
    }
}
public class CloneMain {
    public static void main(String[] a){
        CloneB b1 = new CloneB();
        b1.aInt = 11;
        System.out.println("before clone,b1.aInt = "+ b1.aInt);
        System.out.println("before clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
               
        CloneB b2 = (CloneB)b1.clone();
        b2.aInt = 22;
        b2.unCA.doubleValue();
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,b1.aInt = "+ b1.aInt);
        System.out.println("after clone,b1.unCA = "+ b1.unCA);
        System.out.println("=================================");
        System.out.println("after clone,b2.aInt = "+ b2.aInt);
        System.out.println("after clone,b2.unCA = "+ b2.unCA);
    }
}

/** RUN RESULT:
before clone,b1.aInt = 11
before clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b1.aInt = 11
after clone,b1.unCA = 111
=================================
after clone,b2.aInt = 22
after clone,b2.unCA = 222
*/





可以看出，現(xiàn)在b2.unCA的改變對b1.unCA沒有產(chǎn)生影響。此時b1.unCA與b2.unCA指向了兩個不同的UnCloneA實例，而且在CloneB b2 = (CloneB)b1.clone();調(diào)用的那一刻b1和b2擁有相同的值，在這里，b1.i = b2.i = 11。

要知道不是所有的類都能實現(xiàn)深度clone的。例如，如果把上面的CloneB類中的UnCloneA類型變量改成StringBuffer類型，看一下JDK API中關(guān)于StringBuffer的說明，StringBuffer沒有重載clone()方法，更為嚴重的是StringBuffer還是一個final類，這也是說我們也不能用繼承的辦法間接實現(xiàn)StringBuffer的clone。如果一個類中包含有StringBuffer類型對象或和StringBuffer相似類的對象，我們有兩種選擇：要么只能實現(xiàn)影子clone，要么就在類的clone()方法中加一句（假設(shè)是SringBuffer對象，而且變量名仍是unCA）： o.unCA = new StringBuffer(unCA.toString()); //原來的是：o.unCA = (UnCloneA)unCA.clone();

還要知道的是除了基本數(shù)據(jù)類型能自動實現(xiàn)深度clone以外，String對象是一個例外，它clone后的表現(xiàn)好象也實現(xiàn)了深度clone，雖然這只是一個假象，但卻大大方便了我們的編程。

通過以上我們可以看出在某些情況下，我們可以利用clone方法來實現(xiàn)對象只見的復制，但對于比較復雜的對象（比如對象中包含其他對象，其他對象又包含別的對象.....）這樣我們必須進行層層深度clone，每個對象需要實現(xiàn)cloneable接口，比較麻煩，那就繼續(xù)學習下一個序列化方法。

2 對象序列化

所謂對象序列化就是將對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，以后可以通過這些值再生成相同狀態(tài)的對象。這個過程也可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，可以先在Windows機器上創(chuàng)建一個對象，對其序列化，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給一臺Unix機器，然后在那里準確無誤地重新“裝配”。是不是很神奇。

也許你會說，只了解一點點，但從來沒有接觸過，其實未必如此。RMI、Socket、JMS、EJB你總該用過一種吧，彼此為什么能夠傳遞Java對象，當然都是對象序列化機制的功勞。

第一次使用Java的對象序列化是做某項目，當時要求把幾棵非常復雜的樹(JTree)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)保存下來（就是我們常用的保存功能），以便下次運行程序時可以繼續(xù)上次的操作。

那時XML技術(shù)在網(wǎng)上非常的熱，而且功能也強大，再加上樹的結(jié)構(gòu)本來就和XML存儲數(shù)據(jù)的格式很像。作為一項對新技術(shù)比較有興趣的我當然很想嘗試一下。不過經(jīng)過仔細分析，發(fā)現(xiàn)如果采用XML保存數(shù)據(jù)，后果真是難以想象：哪棵樹的哪個節(jié)點被展開、展開到第幾級、節(jié)點當前的屬性是什么。真是不知該用A、B、C還是用1、2、3來表示。

還好，發(fā)現(xiàn)了Java的對象序列化機制，問題迎刃而解，只需簡單的將每棵樹的根節(jié)點序列化保存到硬盤上，下次再通過反序列化后的根節(jié)點就可以輕松的構(gòu)造出和原來一模一樣的樹來。

其實保存數(shù)據(jù)，尤其是復雜數(shù)據(jù)的保存正是對象序列化的典型應(yīng)用。最近另一個項目就遇到了需要對非常復雜的數(shù)據(jù)進行存取，通過使用對象的序列化，問題同樣化難為簡。

對象的序列化還有另一個容易被大家忽略的功能就是對象復制（Clone），Java中通過Clone機制可以復制大部分的對象，但是眾所周知，Clone有深層Clone和淺層Clone,如果你的對象非常非常復雜，假設(shè)有個100層的Collection（夸張了點），如果你想實現(xiàn)深層Clone，真是不敢想象，如果使用序列化，不會超過10行代碼就可以解決。

還有就是Swing組件，如果你有兩個很象很象（或是一模一樣）的比較難以構(gòu)造的Swing組件，你該怎么辦，也許你想到了Clone，但是偏偏Java的Swing組件沒有提供Clone方法。別急，使用序列化，6行代碼搞定：

ByteArrayOutputStream
byteOut = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out
= new ObjectOutputStream(byteOut);
out.writeObject(combo);

ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
ObjectInputStream in
=new ObjectInputStream(byteIn);
JComboBox comb2 = (JComboBox)in.readObject();


雖然Java的序列化非常簡單、強大，但是要用好，還有很多地方需要注意。比如曾經(jīng)序列化了一個對象，可由于某種原因，該類做了一點點改動，然后重新被編譯，那么這時反序列化剛才的對象，將會出現(xiàn)異常。

你可以通過添加serialVersionUID屬性來解決這個問題。如果你的類是個單態(tài)（Singleton）類，是否允許用戶通過序列化機制復制該類，如果不允許你需要謹慎對待該類的實現(xiàn)。


    /**
     * Clone Object
     * @param obj
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private Object cloneObject(Object obj) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(byteOut);
        out.writeObject(obj);
       
        ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
        ObjectInputStream in =new ObjectInputStream(byteIn);
       
        return in.readObject();
    }

參考資料：

1.http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/java/l-jpointer/index.html

2.http://www.softexam.cn/eschool/details.asp?id=10930