再见：深拷贝、浅拷贝问题！

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对象拷贝在咱们平常写代码的时候基本上是刚性需求，常常遇到，只不过不少人每天忙于写业务，忽视了一些细节问题和理解，有时候这方面一旦出了问题，就不太容易排查了。

因此本篇好好梳理一下。

注：本文已收录于Github开源项目： github.com/hansonwang99/JavaCollection ，里面有详细自学编程学习路线、面试题和面经、编程资料及系列技术文章等，资源持续更新中...

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值类型 vs 引用类型

这两个概念的区分，对于深、浅拷贝问题的理解很是重要。

正如Java圣经《Java编程思想》第二章的标题所言，在Java中一切均可以视为对象，因此来到Java的世界，像数组、类Class、枚举Enum、Integer包装类等等，就是典型的引用类型；

可是Java的语言级基础数据类型，诸如int这些基本类型，操做时通常也是采起的值传递方式，因此有时候也称它为值类型。

为了便于下文的讲述和举例，咱们这里先定义两个类：Student和Major，分别表示「学生」以及「所学的专业」，两者是包含关系：

`// 学生的所学专业
public class Major {
    private String majorName; // 专业名称
    private long majorId;     // 专业代号
    
    // ... 其余省略 ...
}
`

`// 学生
public class Student {
    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学专业
    
    // ... 其余省略 ...
}
`

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赋值 vs 浅拷贝 vs 深拷贝

对象赋值

赋值是平常编程过程当中最多见的操做，最简单的好比：

`Student codeSheep = new Student();
Student codePig = codeSheep;
`

严格来讲，这种不能算是对象拷贝，由于拷贝的仅仅只是引用关系，并无生成新的实际对象：

浅拷贝

浅拷贝属于对象克隆方式的一种，重要的特性体如今这个 「浅」 字上。

好比咱们试图经过studen1实例，拷贝获得student2，若是是浅拷贝这种方式，大体模型能够示意成以下所示的样子：

很明显，值类型的字段会复制一份，而引用类型的字段拷贝的仅仅是引用地址，而该引用地址指向的实际对象空间其实只有一份。

一图胜前言，我想上面这个图已经表现得很清楚了。

深拷贝

深拷贝相较于上面所示的浅拷贝，除了值类型字段会复制一份，引用类型字段所指向的对象，会在内存中也建立一个副本，就像这个样子：

原理很清楚明了，下面来看看具体的代码实现吧。

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浅拷贝代码实现

还以上文的例子来说，我想经过student1拷贝获得student2，浅拷贝的典型实现方式是：让被复制对象的类实现Cloneable接口，并重写clone()方法便可。

以上面的Student类拷贝为例：

`public class Student implements Cloneable {

    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学专业

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
    
    // ... 其余省略 ...

}
`

而后咱们写个测试代码，一试便知：

`public class Test {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        Major m = new Major("计算机科学与技术",666666);
        Student student1 = new Student( "CodeSheep", 18, m );
        
        // 由 student1 拷贝获得 student2
        Student student2 = (Student) student1.clone();

        System.out.println( student1 == student2 );
        System.out.println( student1 );
        System.out.println( student2 );
        System.out.println( "n" );

        // 修改student1的值类型字段
        student1.setAge( 35 );
        
        // 修改student1的引用类型字段
        m.setMajorName( "电子信息工程" );
        m.setMajorId( 888888 );

        System.out.println( student1 );
        System.out.println( student2 );

    }
}
`

运行获得以下结果：

从结果能够看出：

• student1==student2打印false，说明clone()方法的确克隆出了一个新对象；
• 修改值类型字段并不影响克隆出来的新对象，符合预期；
• 而修改了student1内部的引用对象，克隆对象student2也受到了波及，说明内部仍是关联在一块儿的
• • *

深拷贝代码实现

深度遍历式拷贝

虽然clone()方法能够完成对象的拷贝工做，可是注意：clone()方法默认是浅拷贝行为，就像上面的例子同样。若想实现深拷贝需覆写 clone()方法实现引用对象的深度遍历式拷贝，进行地毯式搜索。

因此对于上面的例子，若是想实现深拷贝，首先须要对更深一层次的引用类Major作改造，让其也实现Cloneable接口并重写clone()方法：

`public class Major implements Cloneable {

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
    
    // ... 其余省略 ...
}
`

其次咱们还须要在顶层的调用类中重写clone方法，来调用引用类型字段的clone()方法实现深度拷贝，对应到本文那就是Student类：

`public class Student implements Cloneable {

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student student = (Student) super.clone();
        student.major = (Major) major.clone(); // 重要！！！
        return student;
    }
    
    // ... 其余省略 ...
}
`

这时候上面的测试用例不变，运行可得结果：

很明显，这时候student1和student2两个对象就彻底独立了，不受互相的干扰。

利用反序列化实现深拷贝

记得在前文《序列化/反序列化，我忍你好久了》中就已经详细梳理和总结了「序列化和反序列化」这个知识点了。

利用反序列化技术，咱们也能够从一个对象深拷贝出另外一个复制对象，并且这货在解决多层套娃式的深拷贝问题时效果出奇的好。

因此咱们这里改造一下Student类，让其clone()方法经过序列化和反序列化的方式来生成一个原对象的深拷贝副本：

`public class Student implements Serializable {

    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学专业

    public Student clone() {
        try {
            // 将对象自己序列化到字节流
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream objectOutputStream =
                    new ObjectOutputStream( byteArrayOutputStream );
            objectOutputStream.writeObject( this );

            // 再将字节流经过反序列化方式获得对象副本
            ObjectInputStream objectInputStream =
                    new ObjectInputStream( new ByteArrayInputStream( byteArrayOutputStream.toByteArray() ) );
            return (Student) objectInputStream.readObject();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }
    
    // ... 其余省略 ...
}
`

固然这种状况下要求被引用的子类（好比这里的Major类）也必须是能够序列化的，即实现了Serializable接口：

`public class Major implements Serializable {
  
  // ... 其余省略 ...
    
}
`

这时候测试用例彻底不变，直接运行，也能够获得以下结果：

很明显，这时候student1和student2两个对象也是彻底独立的，不受互相的干扰，深拷贝完成。

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后 记

好了，关于「深拷贝」和「浅拷贝」这个问题此次就聊到这里吧。本觉得这篇会很快写完，结果又扯出了这么多东西，不过这样一梳理、一串联，感受仍是清晰了很多。

就这样吧，下篇见。

注：本文已收录于Github开源项目： github.com/hansonwang99/JavaCollection ，里面有详细自学编程学习路线、面试题和面经、编程资料及系列技术文章等，资源持续更新中...

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