【面试精讲】深克隆和浅克隆的实现方式？深克隆和浅克隆有什么区别？
目录
本文导读
一、浅克隆（Shallow Clone）
二、深克隆（Deep Clone）
1、递归使用clone()方法实现深克隆
2、使用序列化实现深克隆
3、通过第三方工具实现深克隆
三、clone() 源码分析
四、Arrays.copyOf()是浅克隆
总结
博主v：XiaoMing_Java
本文导读
在Java编程中，对象的克隆是创建对象副本的过程。这在需要独立修改原始对象和副本对象时非常有用。克隆分为两种类型：浅克隆（Shallow Clone）和深克隆（Deep Clone）。理解这两者的区别对于避免程序中的隐藏bug和内存泄漏至关重要。
一、浅克隆（Shallow Clone）
浅克隆创建一个新对象，其字段值与原始对象相同。对于基本数据类型的字段，浅克隆会直接复制值。但对于引用数据类型，浅克隆并不创建被引用对象的副本，而是复制引用地址。因此，如果原始对象或克隆对象中的一个修改了引用类型的字段，这一变化也会反映在另一个对象上。
实现方式：实现Cloneable接口并覆盖clone()方法。
// Person类包含了一个引用类型的字段Address。
public class Person implements Cloneable {private String name;private int age;private Address address; // 引用类型public Person(String name, int age, Address address) {this.name = name;this.age = age;this.address = address;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {// 使用默认的clone()方法进行浅克隆时，Address对象不会被克隆，仅仅复制其引用。return super.clone();}
}
二、深克隆（Deep Clone）
深克隆不只是复制对象的直接字段，还包括对象内部所有层次的字段。对于引用数据类型，深克隆会递归克隆所有子对象，从而确保克隆对象与原始对象完全独立，修改一个对象的状态不会影响到另一个。
实现方式：
1、递归使用clone()方法实现深克隆
public class Address implements Cloneable {private String city;public Address(String city) {this.city = city;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}public class Person implements Cloneable {private String name;private int age;private Address address;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Person cloned = (Person) super.clone();cloned.address = (Address) address.clone(); // 深克隆return cloned;}
}
2、使用序列化实现深克隆
这种方法不需要对每个对象单独实现Cloneable接口，但要求所有对象都必须是可序列化的（即实现Serializable接口）。
import java.io.*;public class DeepCopyUtil {@SuppressWarnings("unchecked")public static <T> T deepCopy(T object) {try {ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(object);oos.flush();ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);return (T) ois.readObject();} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {throw new RuntimeException(e);}}
}
3、通过第三方工具实现深克隆
使用 Apache Commons Lang 来实现深克隆
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;
import java.io.Serializable;/*** 深克隆实现方式四：通过 apache.commons.lang 实现*/
public class FourthExample {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {// 创建对象Address address = new Address(110, "北京");People p1 = new People(1, "Java", address);// 调用 apache.commons.lang 克隆对象People p2 = (People) SerializationUtils.clone(p1);// 修改原型对象p1.getAddress().setCity("西安");// 输出 p1 和 p2 地址信息System.out.println("p1:" + p1.getAddress().getCity() + " p2:" + p2.getAddress().getCity());}static class People implements Serializable {private Integer id;private String name;private Address address;}static class Address implements Serializable {private Integer id;private String city;}
}
三、clone() 源码分析
// clone() 是使用 native 修饰的本地方法，因此执行的性能会很高，并且它返回的类型为 Object，因此在调用克隆之后要把对象强转为目标类型才行。
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;对于所有对象来说，x.clone() !=x ，应当返回 true，因为克隆对象与原对象不是同一个对象；
对于所有对象来说，x.clone().getClass() == x.getClass() ，应当返回 true，因为克隆对象与原对象的类型是一样的；
对于所有对象来说，x.clone().equals(x) ，应当返回 true，因为使用 equals 比较时，它们的值都是相同的。
四、Arrays.copyOf()是浅克隆
在修改克隆对象的第一个元素之后，原型对象的第一个元素也跟着被修改了，这说明 Arrays.copyOf() 其实是一个浅克隆。
People[] o1 = {new People(1, "Java")};
People[] o2 = Arrays.copyOf(o1, o1.length);// 修改原型对象的第一个元素的值
o1[0].setName("Jdk");System.out.println("o1:" + o1[0].getName());
System.out.println("o2:" + o2[0].getName());
总结
浅克隆与深克隆解决的是Java对象复制的问题，它们之间的主要区别在于是否对对象内部的引用类型进行递归复制。选择哪种克隆方式取决于你的具体需求。对于需要完全独立的对象复制，深克隆是更好的选择。然而，深克隆的实现比浅克隆更复杂，且性能开销较大。正确理解和使用这两种克隆方法，对编写健壮的Java应用程序至关重要。
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博主v：XiaoMing_Java
📫作者简介：嗨，大家好，我是 小明（小明Java问道之路），互联网大厂后端研发专家，2022博客之星TOP3 / 博客专家 / CSDN后端内容合伙人、InfoQ(极客时间)签约作者、阿里云签约博主、全网 6 万粉丝博主。
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