java对象拷贝-白红宇

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。

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。

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


       
      
       net.sf.dozer
        
      
       dozer
        
      
       5.5.1

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
     
       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


       
      
       commons-beanutils
        
      
       commons-beanutils
        
      
       1.9.3

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：

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：


       
      
       ma.glasnost.orika
        
      
       orika-core
        
      
       1.5.0

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。