Java的淺拷貝與深拷貝

一、概念

• 淺拷貝
  • 淺拷貝僅僅復制所考慮的對象（包括對象中的基本變量），而不復制它所引用的對象。
• 深拷貝
  • 深拷貝把要復制的對象所引用的對象都復制了一遍，并拷貝屬性指向的動態(tài)分配的內存。
• 簡單描述一下，就是淺拷貝引用了同一個對象地址，而深拷貝卻是一個新的對象。

二、問題來源

• 在一個web請求接口中，返回對象多次封裝了同一個結合，導致返回json中的內容體出現(xiàn)了$ref。

• 問題重現(xiàn)：

  • 定義一個Student(String name,Age age)，Age(Integer age)類

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("張三",new Age(14));
        Student student2 = new Student("李四",new Age(15));
        List son = Arrays.asList(student1,student2);
        List<List> father = new ArrayList<>();
        father.add(son);
        father.add(son);
        System.out.println(JSON.toJSONString(father));
        System.out.println(JSON.toJSONString(father, SerializerFeature.DisableCircularReferenceDetect));
    }
    //[[{"age":14,"name":"張三"},{"age":15,"name":"李四"}],{"$ref":"$[0]"}]
    //[[{"age":14,"name":"張三"},{"age":15,"name":"李四"}],[{"age":14,"name":"張三"},{"age":15,"name":"李四"}]]
    

• FastJson循環(huán)引用問題

  • 解決方案一：

    • 簡單轉換

      System.out.println(JSON.toJSONString(father, SerializerFeature.DisableCircularReferenceDetect));
      

    • 配置SpringBoot項目中的json序列化配置

      fastJsonConfig.setSerializerFeatures(SerializerFeature.DisableCircularReferenceDetect);
      

  • 解決方案二：

    • 創(chuàng)建新對象，不循環(huán)引用。

• 當然，最好的解決辦法是創(chuàng)建對象，F(xiàn)astJson提供了一個監(jiān)測機制，防止循環(huán)解析導致StackOverflowError。某一次的問題可以判斷為不是循環(huán)引用，但無法保證下一次的循環(huán)引用。把監(jiān)測關了，下一次就可能出現(xiàn)StackOverflowError。避免這個問題，就要創(chuàng)建新的對象。于是就來到了數(shù)據(jù)的拷貝。

三、拷貝

先定義一個基本對象

public class CopyObject implements Cloneable{
    // 基本類型
    private String name;
    // 引用類型
    private StringBuilder add;

    public CopyObject(String name, StringBuilder add) {
        this.name = name;
        this.add = add;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public StringBuilder getAdd() {
        return add;
    }

    public void setAdd(StringBuilder add) {
        this.add = add;
    }

    // 淺拷貝
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

3.1 淺拷貝

• 復制基本數(shù)據(jù)類型

• 引用老的引用數(shù)據(jù)類型

  Student、Age類實現(xiàn)CloneAble接口，重寫實現(xiàn)clone() 
      @Override
      protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
          return super.clone();
      }
  

  
  public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
      Age age = new Age(13);
      Student source = new Student("a", age);
      Student target = (Student) source.clone();
      Student target =  SerializationUtils.clone(source);
      Student target = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(source), Student.class);
      System.out.println("step1 =====================");
      System.out.println("source:" + source.getName() + "  " + source.getAge().getAge());
      //source:a  13
      System.out.println("target:" + target.getName() + "  " + target.getAge().getAge());
      target.setName("b");
      //target:a  13
      target.getAge().setAge(15);
      System.out.println("step2 =====================");
      System.out.println("source:" + source.getName() + "  " + source.getAge().getAge());
      //source:a  15
      System.out.println("target:" + target.getName() + "  " + target.getAge().getAge());
      //target:a  15
  }
  

• 圖解：

  ShallowCopy

3.1 深拷貝

• 復制所有的的引用數(shù)據(jù)類型

  重寫Student的實現(xiàn)clone() 
      @Override
      protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
          Student student = (Student) super.clone();
          student.setAge((Age) age.clone());
          return student;
      }
  

  public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
      Age age = new Age(13);
      Student source = new Student("a", age);
      //        Student target = (Student) source.clone();
      //        Student target =  SerializationUtils.clone(source);
      Student target = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(source), Student.class);
      System.out.println("step1 =====================");
      System.out.println("source:" + source.getName() + "  " + source.getAge().getAge());
      //source:a  13
      System.out.println("target:" + target.getName() + "  " + target.getAge().getAge());
      //target:a  13
      target.setName("b");
      target.getAge().setAge(15);
      System.out.println("step2 =====================");
      System.out.println("source:" + source.getName() + "  " + source.getAge().getAge());
      //source:a  13
      System.out.println("target:" + target.getName() + "  " + target.getAge().getAge());
      //target:b  15
  }
  

• 圖解：

  DeepCopy

四、實現(xiàn)

• 淺拷貝

  • 默認Object就帶有clone方法，但是屬于protect。
  • 需要實現(xiàn)Cloneable工具類之后，重現(xiàn)clone方法。
  • 也有許多其他的工具類提供序列化，使用的時候一定要注意原理，再使用。

• 深拷貝

  • 序列化與反序列化的機制存在下，會保證對象完成不一樣。

  1. 利用common-lang序列化工具clone工具：

     // Student、Age需要實現(xiàn)Serializable
      Student targetShallow =  SerializationUtils.clone(source);
     
     

  2. 對于復雜的數(shù)組對象無法直接序列化，也可使用JSON序列化之后，再反序列化

      Student target = JSONObject.parseObject(JSONObject.toJSONString(source), Student.class);
     
     

• 【強制】避免用 Apache Beanutils 進行屬性的 copy。（阿里巴巴Java開發(fā)手冊）

  • Apache BeanUtils 性能較差，可以使用其他方案比如 Spring BeanUtils, Cglib BeanCopier，注意 均是淺拷貝。

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