這是clone技術介紹的第一篇。本篇主要介紹對象clone技術的基本知識。
Clone基本知識儲備
在Java裏提到clone技術，就不能不提java.lang.Cloneable接口和含有clone方法的Object類。所有具有clone功能的類都有一個特性，那就是它直接或間接地實現了Cloneable接口。否則，我們在嘗試調用clone（）方法時，將會觸發CloneNotSupportedException異常。下面我們通過對Object類的部分源碼的分析，來發現和理解這一特性。請看JDK中Object# clone()方法的源碼：
/*
…………
* @return a clone of this instance.
* @exception? CloneNotSupportedException? if the object's class does not
*support the Cloneable interface. Subclasses
*that override the clone method can also
* throw this exception to indicate that an instance cannot
*be cloned.
* @see java.lang.Cloneable
*/
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
這段源碼的@exception部分的描述內容證實了上文關於clone對象特性論斷的正確性。它明確指出對象類必須支持Cloneable接口，否則即使派生類覆蓋了Object#clone()方法，也同樣會拋出CloneNotSupportedException這個異常。關於覆蓋clone()方法，後續文章將會用專門篇幅進行比較詳細的分析.
在上一篇中，介紹了java裏clone的基本知識。本篇將着重描述如何實現clone。
l clone的實現
1.實現Cloneable接口
通過上一篇的介紹，我們知道，一個類若要具備clone功能，就必須實現Cloneable接口。做到這一步，clone功能已經基本實現了。Clone功能對我們來說，最主要的還是要能夠使用它。那麼我們如何才能使用clone功能呢？答案是覆蓋Object#clone()方法。
2. 覆蓋Object#clone()方法
爲什麼需要覆蓋Object#clone()方法？這裏得再次從jdk源碼說起。JDK中Object# clone()方法的原型是：
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
是否注意到，這裏clone()方法修飾符是protected，而不是public。這種訪問的不可見性使得我們對Object#clone()方法不可見。相信讀者已明白爲什麼要覆蓋Object#clone()方法。而且，覆蓋的方法的修飾符必須是public，如果還保留爲protected，覆蓋將變得沒有實際意義。下面舉一個具有clone功能的簡單的例子：
/*
* 具有clone功能的類的例子
*/
public class CloneableObjExample implements Cloneable {
//……部分代碼已省略……
private String name = null;
private int score = 0;
/**
* NOTE: 將protected 修飾符 更改爲 public
* @see java.lang.Object#clone()
*/
public/*protected*/ Object clone() throws CloneNotSupportedException {
// call父類的clone方法
Object result = super.clone();
|
//TODO: 定製clone數據 return result; } } 3.定製clone 至此，clone已經真相大白。Clone的對象我們可以對其進行定製。還就上面的例子來說。下面的方法對功能做了一定的增強： public/*protected*/ Object clone() throws CloneNotSupportedException { // call父類的clone方法 CloneableObjExample result = (CloneableObjExample)super.clone(); //TODO: 定製clone數據 //雖然”clone”了，但還可以做點調整 result.name = “New Name”; result.score = 90; return result; } 本篇介紹瞭如何實現clone。接下來的篇幅將就縱深clone等clone的高級特性進行分析。 本章將進入clone的高級特性，着重講述縱深clone技術。 Clone通常有兩種類型即淺clone和深clone。首先，分析一下兩種的不同。淺clone和深clone都是clone，它們本質區別是對象內部的成員屬性（非原生類型屬性，如int等）在clone時是否處理爲引用。如果仍然保留爲引用，則稱爲淺clone，反之稱爲深clone。其實這兩個概念也是相對的概念。在處理上它們有點區別，淺clone方式得到clone對象即可，深clone方式在得到clone對象後，還需要對引用的成員屬性進行“clone”處理。從這個層次上說，深clone並沒有什麼特別地困難，簡單講就是創建好對象，再設置一些成員屬性。關於深clone，網上的文章已經有太多，有點目不暇接的感覺，本文不再贅述，這也不是本文的重點。 本文的重點是要闡述縱深clone，亦即“N深clone”。深到什麼程度爲止？本文描述的目標是一直深到你想要的程度，包括深到不能再深的程度。 實現方案爲採用java reflection技術和遞歸相結合。 大致步驟描述如下：首先採用java reflection技術動態獲取成員方法列表。然後視clone的深度，對具備clone條件的並且有必要clone的成員進行逐一clone。這是一個遞歸的過程，直到clolne深度已到爲止或者到對象已經沒有需要clone的成員屬性爲止。 何爲具備clone條件的並且有必要clone的成員進行逐一clone？比如，原生類型（primitive type），定爲瞬態（Transient）的類型，不可訪問的類型（!Field#isAccessible()），沒實現Cloneable接口的類型等等，都不具備clone條件。String等java定義的類型就不需要再深入clone了，這些屬於沒必要進行clone的情況。但List類型等“容器”類是有必要clone的成員類型。 據此，遞歸程序示意如下（deepClone爲java 方法）： /** * @return Object 返回clone的對象 * @param obj 原對象 * @param length clone的深度 */ public Object deepClone(Object obj, int length) { Object result = obj; //此處爲僞代碼： 如果對象obj不具備clone條件，就返回result，這也是遞歸的結束條件。 //此處爲僞代碼： 如果對象obj沒必要clone，就返回result //此處爲僞代碼：開始進行“clone”對象。這地方是調一個抽象方法來處理，這樣可以增加很多靈活性。該方法主要目的是實現“clone”對象方案。注意：這裏面的“clone”方案可能是我們想都想不到的方案，它可能有很多創意，但效果都是一樣的，就是要“clone”個新的對象出來。當然最容易想的就是Object#clone()方法了。示意如下： |
|
result = om.clone(obj);
//此處爲僞代碼： 獲取具備clone條件的並且有必要clone的所有成員。這地方也是調一個抽象方法來處理。同樣是爲了增強靈活性。獲取這些成員的方法有很多，可能是通過setter和getter對來得到，也可能是通過get fields 等等方法得到(這種方法可能不少成員是無法直接訪問的，往往需要結合別的方法)，甚至是多種方法的綜合。總之，目的只有一個，就是獲得這些成員。 for (int i = 0; i < fields.length; i++) { //對成員進行處理 //如果已不需要再判斷成員了，那除了“容器”成員外，已經clone結束 if (length <= 1) { if (!“容器”成員) { continue; } try { //只需clone一次了，注意遞歸方法的深度參數傳入1 clonedFieldValue = deepClone(“容器”成員的值, 1); } catch (Exception ex2) { ex2.printStackTrace(); return result; } } else { try { clonedFieldValue = deepClone(成員的值, length - 1); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); return result; } } try { //此處爲僞代碼：將clone好的值（clonedFieldValue）設進去 } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); return result; } }//for.. return result; } 至此，已完成了“N深clone”。下面討論一下別的相關問題。比如說這種深度clone原本是A-->B-->C--……-->xz這樣一種情況，就是說A類含有B成員，B裏面又含有C成員，依此類推。如果想在“N深clone”時，只clone“xz”這個成員怎麼辦？其實很簡單，這個問題主要是要解決在遞歸過程中有些成員需要clone同時有些成員不需clone仍保留引用這個問題。在上面的遞歸示例中已經提到，實現“clone”的“方案”已經被定義成抽象方法，那麼我們只要對這個方法做一個滿足這個需求的實現即可。 |