分一下几点讨论：
- 为什么要克隆？
- 如何实现克隆
- 浅克隆和深克隆
- 解决多层克隆问题
- 总结
一：为什么要克隆？
大家先思考一个问题，为什么需要克隆对象？直接new一个对象不行吗？
答案是：克隆的对象可能包含一些已经修改过的属性，而new出来的对象的属性都还是初始化时候的值，所以当需要一个新的对象来保存当前对象的“状态”就靠clone方法了。那么我把这个对象的临时属性一个一个的赋值给我新new的对象不也行嘛？可以是可以，但是一来麻烦不说，二来，大家通过上面的源码都发现了clone是一个native方法，就是快啊，在底层实现的。
提个醒，我们常见的Object a=new Object();Object b;b=a;这种形式的代码复制的是引用，即对象在内存中的地址，a和b对象仍然指向了同一个对象。
而通过clone方法赋值的对象跟原来的对象时同时独立存在的。
二：如何实现克隆
Object提供了一个对象拷贝的默认方法clone方法，但是该方法是有缺陷的，它提供了一种浅拷贝方式，也就是它并不会把对象所有属性全部拷贝一份，而是有选择性的拷贝，拷贝规则如下：
1、基本类型
如果变量是基本类型，则拷贝其值，比如：int、float、long等。
2、String字符串
这个比较特殊，拷贝的是地址，是个引用，但是在修改的时候，它会从字符串池（String Pool）中重新生成新的字符串，原有的字符串对象保持不变，此处可以认为String是个基本类型。
3、对象
如果变量时一个实例对象，则拷贝地址引用，也就是说此时新拷贝出的对象与原有对象共享该实例变量，不受访问权限的限制。这在Java中很疯狂，因为它突破了访问权限的定义，一个private修饰的变量，竟然可以被两个实例对象访问。
Cloneable接口如下：如果调用Object的clone方法，没有实现Cloneable接口，则会抛出CloneNotSupportedException
三：浅克隆和深克隆
1、浅克隆
在浅克隆中，如果原型对象的成员变量是值类型，将复制一份给克隆对象；如果原型对象的成员变量是引用类型，则将引用对象的地址复制一份给克隆对象，也就是说原型对象和克隆对象的成员变量指向相同的内存地址。
简单来说，在浅克隆中，当对象被复制时只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员对象并没有复制。
上图中person是一个对象，浅拷贝会导致拷贝的对象和之前的对象持有相同的person对象的地址引用，所以修改操作会互相影响。
在Java语言中，通过覆盖Object类的clone()方法可以实现浅克隆。
2、深克隆
在深克隆中，无论原型对象的成员变量是值类型还是引用类型，都将复制一份给克隆对象，深克隆将原型对象的所有引用对象也复制一份给克隆对象。
简单来说，在深克隆中，除了对象本身被复制外，对象所包含的所有成员变量也将复制。
上图中的person对象，深拷贝可以达到拷贝之后的person对象是独立的，互不影响。
在Java语言中，如果需要实现深克隆，可以通过覆盖Object类的clone()方法实现，也可以通过序列化(Serialization)等方式来实现。
（如果引用类型里面还包含很多引用类型，或者内层引用类型的类里面又包含引用类型，使用clone方法就会很麻烦。这时我们可以用序列化的方式来实现对象的深克隆。）
序列化就是将对象写到流的过程，写到流中的对象是原有对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于内存中。通过序列化实现的拷贝不仅可以复制对象本身，而且可以复制其引用的成员对象，因此通过序列化将对象写到一个流中，再从流里将其读出来，可以实现深克隆。需要注意的是能够实现序列化的对象其类必须实现Serializable接口，否则无法实现序列化操作。
| Java语言提供的Cloneable接口和Serializable接口的代码非常简单，它们都是空接口，这种空接口也称为标识接口，标识接口中没有任何方法的定义，其作用是告诉JRE这些接口的实现类是否具有某个功能，如是否支持克隆、是否支持序列化等。 |
分别举例两个浅拷贝和深拷贝的例子：
class Student implements Cloneable{
private int number;
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(12345);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
stu2.setNumber(54321);
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
}
}
结果：
学生1:12345
学生2:12345
学生1:12345
学生2:54321
如果你还不相信这两个对象不是同一个对象，那么你可以看看这一句：
System.out.println(stu1 == stu2); // false
上面的复制被称为浅克隆。
还有一种稍微复杂的深度复制：
我们在学生类里再加一个Address类。
class Address {
private String add;
public String getAdd() {
return add;
}
public void setAdd(String add) {
this.add = add;
}
}
class Student implements Cloneable{
private int number;
private Address addr;
public Address getAddr() {
return addr;
}
public void setAddr(Address addr) {
this.addr = addr;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Address addr = new Address();
addr.setAdd("杭州市");
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(123);
stu1.setAddr(addr);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
结果：
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
乍一看没什么问题，真的是这样吗？
我们在main方法中试着改变addr实例的地址。
addr.setAdd("西湖区");
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
结果：
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:西湖区
这就奇怪了，怎么两个学生的地址都改变了？
原因是浅复制只是复制了addr变量的引用，并没有真正的开辟另一块空间，将值复制后再将引用返回给新对象。
所以，为了达到真正的复制对象，而不是纯粹引用复制。我们需要将Address类可复制化，并且修改clone方法，完整代码如下：
class Address implements Cloneable {
private String add;
public String getAdd() {
return add;
}
public void setAdd(String add) {
this.add = add;
}
@Override
public Object clone() {
Address addr = null;
try{
addr = (Address)super.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return addr;
}
}
class Student implements Cloneable{
private int number;
private Address addr;
public Address getAddr() {
return addr;
}
public void setAddr(Address addr) {
this.addr = addr;
}
public int getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}
@Override
public Object clone() {
Student stu = null;
try{
stu = (Student)super.clone(); //浅复制
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
stu.addr = (Address)addr.clone(); //深度复制
return stu;
}
}
public class Test {
public static void main(String args[]) {
Address addr = new Address();
addr.setAdd("杭州市");
Student stu1 = new Student();
stu1.setNumber(123);
stu1.setAddr(addr);
Student stu2 = (Student)stu1.clone();
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
addr.setAdd("西湖区");
System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
结果：
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:杭州市
这样结果就符合我们的想法了。
四：解决多层克隆问题
如果引用类型里面还包含很多引用类型，或者内层引用类型的类里面又包含引用类型，使用clone方法就会很麻烦。这时我们可以用序列化的方式来实现对象的深克隆。
public class Outer implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 369285298572941L; //最好是显式声明ID
public Inner inner;
//Discription:[深度复制方法,需要对象及对象所有的对象属性都实现序列化]
public Outer myclone() {
Outer outer = null;
try { // 将该对象序列化成流,因为写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。所以利用这个特性可以实现对象的深拷贝
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(this);
// 将流序列化成对象
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
outer = (Outer) ois.readObject();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return outer;
}
}
Inner也必须实现Serializable，否则无法序列化：
public class Inner implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 872390113109L; //最好是显式声明ID
public String name = "";
public Inner(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Inner的name值为：" + name;
}
}
这样也能使两个对象在内存空间内完全独立存在，互不影响对方的值。
总结
实现对象克隆有两种方式：
1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法；
2). 实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆。
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注意：基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆，更重要的是通过泛型限定，可以检查出要克隆的对象是否支持序列化，这项检查是编译器完成的，不是在运行时抛出异常，这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是优于把问题留到运行时。 |