设计模式实验室(6)——原型模式

什么是原型模式？

原型模式是一种对象创建型模式。

原型模式使用原型实例指定创建对象的类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

Java中的克隆就是采用的原型模式。

工作或生活中，我们写的周报，记得手帐，其实每一周都是同一套实现，只是内容不一样而已，这种例子也可以用原型模式来实现。

在消息推送中，用户接收到的消息体的格式，是基本不会变化的，所以也可以使用原型模式。

核心结构

• Prototype。抽象原型类，既可以是抽象类，也可以是接口，甚至可以是某些具体实现类，主要声明了克隆方法。
• ConcretePrototype。具体原型类，实现了抽象原型类中声明的克隆方法，在克隆方法中返回一个自己的克隆对象。
• Client。客户端，原型对象的外部调用，可以根据原型对象的克隆方法获取多个克隆对象。

类图展示

代码分析

在模式介绍中，我们举了消息推送格式的例子，接下来我们就对其进行一下实现。

我们使用的是Java中已经存在的Cloneable作为抽象原型类，我们看一下这个类：

public interface Cloneable {

}

什么都没有，你让我继承什么？

别急，忘记了Object类是万物之父了？在我们背过的面试题中，肯定有这么一道题，请说出Object类中的方法，并简述其作用，方法中就有一个clone()方法，Object#clone()方法是一个本地方法。

接下来，我们实现具体原型类：

/**
 * Created by <sunshine> mysunshinedreams@163.com on 2017/1/13 0013.
 * 原型模式——具体原型类
 */
public class Message implements Cloneable {

    private String title;

    private String content;

    private String date;

    public Message clone() {
        Object obj;
        try {
            obj = super.clone();
            return (Message) obj;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            System.out.println("消息暂时不支持复制");
            return null;
        }
    }

    public void message() {
        System.out.println("title: " + title + "content: " + content + "date: " + date);
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public String getDate() {
        return date;
    }

    public void setData(String date) {
        this.date = date;
    }
}

原型模式部分已经OK。

其实外部调用就相当于客户端，客户端其实也就是我们惯例的测试代码：

/**
 * Created by <sunshine> mysunshinedreams@163.com on 2017/1/13 0013.
 * 原型模式测试
 */
public class CloneTest {
    public static void main(String[] args) {
        cloneTest();
    }

    private static void cloneTest() {
        Message evening = null;
        try {
            Message model = new Message();
            model.setTitle("早间新闻");
            model.setContent("XXX");
            model.setData("2017-01-13");
            Message noon = model.clone();
            noon.setTitle("午间新闻");
            evening = model.clone();
            evening.setTitle("晚间新闻");
            model.message();
            noon.message();
            evening.message();
            System.out.println(model == noon);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

模式总结

优点

• 客户根据需求直接调用克隆方法，无需了解内部实现细节，便于代码的维护和扩展。
• 使用原型模式创建的对象比重新在内存中分配对象性能更好，尤其是在使用大对象的时候。
• 原型模式和工厂模式类似，但是没有复杂的层级关系，代码结构简单清晰。

缺点

• 克隆方法位于类的内部，如果需要修改克隆方法，则破坏了开闭原则。
• 如果需要实现深克隆，则需要进行认真的编码，加大了开发者的挑战难度。

适用场景

• 大对象往复创建。
• 系统设计时，如果发现某一模型中，对象的变化很小，可以采用原型模式构造不同的实例。