JAVA 对象创建与对象克隆

目录

• 一、对象的4种创建方式
• 二、通过new创建对象
• 三、反射
• 四、克隆对象
• 浅拷贝
• 深拷贝
• 五、反序列化
• 六、补充

一、对象的4种创建方式

• new 创建
• 反射
• 克隆
• 反序列化

二、通过new创建对象

一般情况下，对象通过new 关键字创建，首先会在堆上给对象分配空间，然后执行构造函数进行一系列的初始化，在分配的内存空间上为一众属性赋值；完成初始化后再将堆区对象的引用传递给栈区，最终参与程序的运行。

三、反射

调用Java.lang.Class或者java.lang.reflect.Constructor类的newInstance()实例方法。

四、克隆对象

它分为深拷贝和浅拷贝，通过调用对象的 clone方法，进行对象的克隆(拷贝)

我们可以看到 clone 方法的定义：

• 首先它是一个 native 方法
• 它被 protected 修饰，那么，它的访问权限就只有它的子类或者[同包：java.lang.*]；
• 虽然说类都继承自Object，当对象A引用对象B，A没法调用：B.clone() { B -> Object.clone() } 的，因为，Object上的clone()方法被protected修饰，
• 若A一定要访问B的clone()方法：B重写clone()为public修饰、或者通过public方法将 clone() 访问权限传递出去。
• 此外我们还需要实现：Cloneable接口，我们可以看它的定义，实际上空无一物，可以把Cloneable视为一个标记，若不实现它，当我们调用重写的clone方法进行克隆时会抛出异常：[java.lang.CloneNotSupportedException]

• clone不会调用类的构造方法，它只是复制堆区上的对象信息。

为了测试 clone 我定义了两个类：

用户信息：UserBean

package com.bokerr.canaltask.po;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
public class UserBean implements Cloneable, Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 2022010901L;

    /** 基本类型、不可变类型 */
    private int age;
    private int sex;
    private String name;
    private String home;
    /** 引用类型 */
    private SubInfo subInfo;

    public UserBean(){}

    /***
     * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限
     * */
    @Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}

附加信息类：SubInfo

package com.bokerr.canaltask.po;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
public class SubInfo implements Cloneable, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 2022010902L;
    /**
     * SubInfo 类的属性都是基本类型、不可变对象(String)
     * */
    private String work;
    private Integer salary;
    private int idNum;

    public SubInfo(){}
    
    /**
     * 此处通过public 方法对外提供对象clone方法访问权限
     * */
    public SubInfo selfClone(){
        try{
            return (SubInfo) clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    /*@Override
    public SubInfo clone(){
        try{
            return (SubInfo) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }*/
}

浅拷贝

我们需要知道，单纯调用一个对象的clone方法，它进行的是："浅表复制"，当对象的属性都是基本类型或者不可变(final)类型时是没有问题的；但是存在可变对象引用时，对它的拷贝并不是一个深层的拷贝，它只拷贝该对象的引用，这样就会造成原对象和克隆对象的修改，都会反映到该引用对象上。

关于浅拷贝看如下测试代码：

package com.bokerr.canaltask.workerrun;

import com.bokerr.canaltask.po.SubInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.UserBean;

public class ExecuteTest {

    public static void main(String[] args){
        UserBean userBean1 = new UserBean();
        userBean1.setAge(25);
        userBean1.setSex(1);
        userBean1.setName("bokerr");
        userBean1.setHome("贵州铜仁");

        SubInfo subInfo1 = new SubInfo();
        subInfo1.setIdNum(3423);
        subInfo1.setSalary(Integer.valueOf(15000));
        subInfo1.setWork("coder");
        userBean1.setSubInfo(subInfo1);

        System.out.println("userBean-orign：" + userBean1);
        UserBean userBean2 = userBean1.clone();
        userBean2.setHome("贵州贵阳");
        userBean2.setAge(26);
        SubInfo subInfo2 = userBean2.getSubInfo();
        subInfo2.setSalary(Integer.valueOf(25000));
        subInfo2.setWork("manager");
        subInfo2.setIdNum(100002);
        System.out.println("######################");
        System.out.println("userBean-orign：" + userBean1);
        System.out.println("userBean-clone：" + userBean2);
    }
}

UserBean 的 clone 方法定义如下，我们可以看见它只调用了super.clone 而对 super.clone 的返回值没做任何修改：

@Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }

输出如下，结合测试code，我们可以发现，克隆得到的对象对 SubInfo 的修改同样体现到了原对象引用的 SubInfo 对象上，因为调用 super.clone 只是一个 "浅表复制"

userBean-orign：UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
######################
userBean-orign：UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))
userBean-clone：UserBean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))

深拷贝

深拷贝生成的对象，必须拥有完全独立的对象内存空间，拷贝对象和原对象上的修改，都不会影响对方；

前边提到通过super.clone 调用 Object上的clone方法实际上进行的只是一个浅拷贝

为了实现深拷贝我们则必须修改 UserBean 的clone 方法：

/***
     * 重写 clone 为 public 让任意对象都有 clone的访问权限
     * */
    @Override
    public UserBean clone(){
        UserBean clone = null;
        try{
            clone = (UserBean) super.clone();
            /** SubInfo.selfClone() 提供SubInfo对象clone()方法权限 */
            /** 克隆可变引用对象 SubInfo，并赋值给 super.clone() 返回的：UserBean 完成深拷贝 */
            SubInfo cloneSub = this.subInfo.selfClone();
            clone.setSubInfo(cloneSub);
        } catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }

实际上除此之外，测试代码一成不变，然后我们来看现在的输出，可以发现对克隆对象的引用对象：SubInfo 的修改，并未使原对象的SubInfo变化

userBean-orign：UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
######################
userBean-orign：UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
userBean-clone：UserBean(age=26, sex=1, name=bokerr, home=贵州贵阳, subInfo=SubInfo(work=manager, salary=25000, idNum=100002))

此时问题来了：你可能会说假如我的对象进行了多层引用呢，且引用了多个对象该怎么办呢？那我只能一个一个去重写 clone 方法么？

是的你如果使用 clone 方法可能，你确实需要那样去处理。

假如，存在如下以对象A为根节点的引用关系：

A  ->  B
       C -> E -> F
            G -> G
       D -> H 
            I -> J -> K

我相信处理深拷贝的人会疯掉的。。。。

那么有更省事的方法么？ 当然有，那就是下一节提到的反序列化。

五、反序列化

• java中的序列化是将对象转化成一个二进制字节序列，它可以持久化到磁盘文件，也可通过网络进行传输；
• 而反序列化是指将该二进制字节序列，重新还原成一个对象并加载到内存中的过程。
• 对象的反序列化过程中，没有调用任何构造函数，整个对象都是通过将，文件流中取得的数据恢复，从而得来。
• 序列化只保存对象的属性状态，而不会保存对象的方法。
• 只有实现了Serializable接口的类才能被序列化，官方建议自定义一个SerialversionUID，若用户没有自定义SerialversionUID那么会生成默认值；序列化和反序列化就是通过对比其SerialversionUID来进行的，一旦SerialversionUID不匹配，反序列化就无法成功
• 如果一个类的属性包含对象引用，那么被引用的对象也将被序列化，[被引用的对象也必须实现Serializable接口，否则会抛出异常：java.io.NotSerializableException]
• 被 static和transient修饰的变量不会被序列化，可以理解为：static是类属性存在于方法区而不在堆区；transient常用于修饰涉及安全的信息，它只能和Serializable接口一起使用，比如：用户密码，不应该让它序列化之后在网络上传输。

参考代码：

package com.bokerr.canaltask.workerrun;

import com.bokerr.canaltask.po.NoCloneInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.SubInfo;
import com.bokerr.canaltask.po.UserBean;
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;

import java.util.Arrays;

public class ExecuteTest {

    public static void main(String[] args){
        UserBean userBean1 = new UserBean();
        userBean1.setAge(25);
        userBean1.setSex(1);
        userBean1.setName("bokerr");
        userBean1.setHome("贵州铜仁");
        SubInfo subInfo1 = new SubInfo();
        subInfo1.setIdNum(3423);
        subInfo1.setSalary(Integer.valueOf(15000));
        subInfo1.setWork("coder");
        userBean1.setSubInfo(subInfo1);

        System.out.println("序列化前" + userBean1);
        /** 对象序列化为二进制字节序列 */
        byte[] serializeBytes = SerializationUtils.serialize(userBean1);
        /** 反序列化还原为Java对象 */
        UserBean userBeanSer = SerializationUtils.deserialize(serializeBytes);
        userBeanSer.getSubInfo().setSalary(800000);
        userBeanSer.getSubInfo().setWork("CTO");
        System.out.println("反序列化" + userBeanSer);
        System.out.println(userBean1 == userBeanSer);
    }
}

输出：

序列化前UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=coder, salary=15000, idNum=3423))
反序列化UserBean(age=25, sex=1, name=bokerr, home=贵州铜仁, subInfo=SubInfo(work=CTO, salary=800000, idNum=3423))
false

我们可以发现最终输出了：subInfo.work=CTO subInfo.salary=800000，对反序列化得到的对象引用的SubInfo对象的修改，并未影响到原对象，所以可以通过反序列化进行对象的深拷贝。

六、补充

PS*有一说一：lombok 是真的好用，虽然 set、get 方法可以自动生成，但是用 lombok后明显代码更简洁了 ；

commons-lang3 它是apache的一个工具包，我用的序列化工具来自它。

可能有小伙伴不了解，我还是贴一下Maven依赖吧，虽然我知道大家都人均大佬了。

<dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version>
        </dependency>

到此这篇关于JAVA 对象创建与对象克隆的文章就介绍到这了,更多相关JAVA 对象的创建与克隆内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！