Java 对象深拷贝工具类的实现
目录
- 1. 使用场景
- 1.1 场景一
- 1.2 场景二
- 2. Spring 中的对象拷贝
- 3. 本工具类中的对象拷贝
- 3.1 拷贝对象本身(单个)
- 3.2 拷贝对象本身(批量)
- 3.3 拷贝对象属性至其他类(单个)
- 3.4 拷贝对象属性至其他类(批量)
- 4. 工具类源码
1. 使用场景
我们在Java编码中,有时候可能会经常遇到对象拷贝的场景。
1.1 场景一
当我们更新一个对象的时候,如果要记录对象属性的前后变化,那么在更新对象之前,我们应该首先将对象拷贝暂存起来,且这个时候的拷贝一定是深拷贝(内存地址不同的两个对象),因为Java存在对象引用,将一个对象赋值给另外一个对象,他是浅拷贝的(两个不同变量名,但实际内存地址一样的两个对象)的话,也就是说当我们去更新完成属性值的时候,其实是设置的同一个对象,那么这个时候就会导致更新前后无变化的情况。
1.2 场景二
又比如,当我们从数据库中查询出一个实体对象的时候,这个对象往往对应的是和数据库字段 一 一 对应的实体,但这个实体往往又不会满足我们的页面需求。比如我们查询学生课程表的时候,我们数据库往往只是存的一个 id 对应关系,但页面往往是展示的名称,那么这个名称字段我们的表对应的实体类是不应该存在的,这个时候,我们应该创建一个对应的 VO (View Object)类,把额外的需要字段定义在这里面,同时可以去继承原表实体类,这样的一个对象就满足了。到时候,我们把原表实体对应的字段值拷贝到 VO 对象中后,再设置其他表额外的字段,这样就可以返回给前端页面进行展示了。
综上:所以,对象拷贝还是挺有用途的,但如果我们拷贝对象的时候,去一个一个字段挨着进行取值拷贝的话,难免代码看上去不够优雅。于是,搞一个对象拷贝工具类还是很有必要的。
2. Spring 中的对象拷贝
其实,在 Spring 中,也有类似的拷贝方法。他就是位于 org.springframework.beans.BeanUtils 工具类中的 copyProperties 方法。下面就简单演示下这个方法的使用效果。
为了方便演示,我们创建两个有部分相同属性的对象 Cat 类和 Dog 类(都有 name 和 age 字段)。
Cat 类如下:
@Data public class Cat { private String name; private Integer age; private String color; }
Dog 类如下:
@Data public class Dog { private String name; private Integer age; private String address; }
测试代码:
import org.springframework.beans.BeanUtils; public class Test { public static void main(String[] args) { // 实例化一个 Cat 对象并赋值属性 Cat cat = new Cat(); cat.setName("tom"); cat.setAge(5); // 实例化一个 Dog 对象 Dog dog = new Dog(); // 将 cat 对象中的属性值拷贝至 dog 中 BeanUtils.copyProperties(cat, dog); System.out.println("拷贝后:" + dog); } }
测试效果:
可以看到,相同的 name 和 age 已经复制过去了。
3. 本工具类中的对象拷贝
上面我们演示了 Spring 下 BeanUtils 工具类中的对象属性拷贝,虽然他也可以成功拷贝对象中的属性,但对于我个人来说,还是有点不适应。
首先,Spring 去拷贝一个对象属性的时候,需要先创建好另外一个对象,然后再进行属性拷贝,这一步对象创建是明显可以放到工具方法中去的。
其次,如果只是本类复制的话,参数只需要传一个源对象的实例就应该够了,而Spring就算拷贝本类,也得传两个参数,即源实例对象和目标实例对象。
另外,Spring 的对象拷贝不支持批量拷贝,比如我们将 List<Cat> 属性拷贝后,生成一个 List<Dog> 中,只能自己循环去拷贝生成每个 Dog,然后添加到 List<Dog> 中。
于是,敝人针对个人习惯,编写了一个适合自己的编码习惯的对象拷贝工具类 BeanUtils(类名还是参照的 Spring),具体使用效果如下。
下面先做效果演示,工具类源码放在文章最后。
3.1 拷贝对象本身(单个)
比如,我们想复制一个对象本身(如 cat),那么直接使用下面这个方法就可以了。
Cat newCat = BeanUtils.copy(cat);
测试代码:
测试效果:
从测试结果我们可以看到,源对象和复制对象的每个字段值已经拷贝过去了,但两个对象的内存 hashCode 并不相同,说明并不是同一个对象,也就说我们是进行深拷贝的,两个对象是互不影响的。
另外,我们这个工具类不但支持类对象本身属性拷贝,连父类属性拷贝也是支持的。
比如,Cat类去继承下面这个 Animal 类:
@Data public class Animal { private Integer price; private Date birth; }
@Data public class Cat extends Animal { private String name; private Integer age; private String color; }
我们再试试测试一下:
测试效果:
可以看到,我们的父类属性字段值也确实复制成功了。
3.2 拷贝对象本身(批量)
工具类中不仅支对单个对象拷贝的,对多个对象的拷贝也是支持的。
List<Cat> newCatList = BeanUtils.copyList(catList);
测试代码:
测试效果:
可以看到,批量属性复制也是OK的,拷贝后的集合中每个对象新生成的深拷贝对象。
3.3 拷贝对象属性至其他类(单个)
上面,我们演示了对象本身复制的效果,下面继续演示下拷贝同名字段到其他属性的效果。
Dog dog = BeanUtils.copy(cat, Dog.class);
我们把 Cat 中的同名字段属性拷贝到 Dog 中去,我们让 Dog 也去继承下 Anima 类。
@Data public class Dog extends Animal { private String name; private Integer age; private String address; }
测试代码:
因为拷贝前后是两个完全不一样的对象了,所以这里就不再打印地址 hashCode 来进行说明是深拷贝了。
测试效果:
可以看到 cat 中的所有相同属性已经拷贝到 dog 中去了。
3.4 拷贝对象属性至其他类(批量)
同理,我们拷贝对象属性至其他类也是支持批量操作的。
测试代码:
测试效果:
可以看到,批量复制也是OK的。
至此,整个对象的拷贝的四个常用方法已经都已经支持了。
4. 工具类源码
下面就是整个工具类的源码 BeanUtils :
package com.zyq.utils.common; import java.lang.reflect.Field; import java.util.*; /** * @author zyqok * @since 2022/07/18 */ @SuppressWarnings("unused") public class BeanUtils { /** * 拷贝数据到新对象(单个) * * @param source 源实例对象 * @return 拷贝后的新实例对象 */ public static <T> T copy(T source) { if (Objects.isNull(source)) { return null; } Class<?> c = source.getClass(); List<Field> fields = getFields(c); return newInstance(source, c, fields); } /** * 拷贝数据到新对象(批量) * * @param sourceList 源实例对象集合 * @return 拷贝后的新实例对象集合 */ public static <T> List<T> copyList(List<T> sourceList) { if (Objects.isNull(sourceList) || sourceList.isEmpty()) { return Collections.emptyList(); } Class<?> c = getClass(sourceList); if (Objects.isNull(c)) { return Collections.emptyList(); } List<Field> fields = getFields(c); List<T> ts = new ArrayList<>(); for (T t : sourceList) { T s = newInstance(t, c, fields); if (Objects.nonNull(s)) { ts.add(s); } } return ts; } /** * 单个深度拷贝 * * @param source 源实例化对象 * @param target 目标对象类(如:User.class) * @return 目标实例化对象 */ public static <T> T copy(Object source, Class<T> target) { if (Objects.isNull(source) || Objects.isNull(target)) { return null; } List<Field> sourceFields = getFields(source.getClass()); List<Field> targetFields = getFields(target); T t = null; try { t = newInstance(source, target, sourceFields, targetFields); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return t; } /** * 批量深度拷贝(如果原集合中有null,则自动忽略) * * @param sourceList 源实例化对象集合 * @param target 目标对象类(如:User.class) * @return 目标实例化对象集合 */ public static <T, K> List<K> copyList(List<T> sourceList, Class<K> target) { if (Objects.isNull(sourceList) || sourceList.isEmpty() || Objects.isNull(target)) { return Collections.emptyList(); } Class<?> c = getClass(sourceList); if (Objects.isNull(c)) { return Collections.emptyList(); } List<Field> sourceFields = getFields(c); List<Field> targetFields = getFields(target); List<K> ks = new ArrayList<>(); for (T t : sourceList) { if (Objects.nonNull(t)) { try { K k = newInstance(t, target, sourceFields, targetFields); ks.add(k); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } return ks; } /** * 获取List集合中的类名 * * @param list 对象集合 * @return 类名 */ private static <T> Class<?> getClass(List<T> list) { for (T t : list) { if (Objects.nonNull(t)) { return t.getClass(); } } return null; } /** * 实例化同源对象 * * @param source 源对象 * @param c 源对象类名 * @param fields 源对象属性集合 * @return 同源新对象 */ @SuppressWarnings("unchecked") private static <T> T newInstance(T source, Class<?> c, List<Field> fields) { T t = null; try { t = (T) c.newInstance(); for (Field field : fields) { field.setAccessible(true); field.set(t, field.get(source)); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return t; } /** * 目标实例化对象 * * @param source 原对实例化象 * @param target 目标对象类 * @param sourceFields 源对象字段集合 * @param targetFields 目标对象属性字段集合 * @return 目标实例化对象 */ private static <T> T newInstance(Object source, Class<T> target, List<Field> sourceFields, List<Field> targetFields) throws Exception { T t = target.newInstance(); if (targetFields.isEmpty()) { return t; } for (Field field : sourceFields) { field.setAccessible(true); Object o = field.get(source); Field sameField = getSameField(field, targetFields); if (Objects.nonNull(sameField)) { sameField.setAccessible(true); sameField.set(t, o); } } return t; } /** * 获取目标对象中同源对象属性相同的属性(字段名称,字段类型一致则判定为相同) * * @param field 源对象属性 * @param fields 目标对象属性集合 * @return 目标对象相同的属性 */ private static Field getSameField(Field field, List<Field> fields) { String name = field.getName(); String type = field.getType().getName(); for (Field f : fields) { if (name.equals(f.getName()) && type.equals(f.getType().getName())) { return f; } } return null; } /** * 获取一个类中的所有属性(包括父类属性) * * @param c 类名 * @return List<Field> */ private static List<Field> getFields(Class<?> c) { List<Field> fieldList = new ArrayList<>(); Field[] fields = c.getDeclaredFields(); if (fields.length > 0) { fieldList.addAll(Arrays.asList(fields)); } return getSuperClassFields(c, fieldList); } /** * 递归获取父类属性 * * @param o 类名 * @param allFields 外层定义的所有属性集合 * @return 父类所有属性 */ private static List<Field> getSuperClassFields(Class<?> o, List<Field> allFields) { Class<?> superclass = o.getSuperclass(); if (Objects.isNull(superclass) || Object.class.getName().equals(superclass.getName())) { return allFields; } Field[] fields = superclass.getDeclaredFields(); if (fields.length == 0) { return allFields; } allFields.addAll(Arrays.asList(fields)); return getSuperClassFields(superclass, allFields); } }
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