前言
Java 开发中,对象拷贝是常有的事,很多人可能搞不清到底是拷贝了引用还是拷贝了对象。本文将详细介绍相关知识,让你充分理解 Java 拷贝。
一、对象是如何存储的?
方法执行过程中,方法体中的数据类型主要分两种,它们的存储方式是不同的(如下图):
基本数据类型: 直接存储在栈帧的局部变量表中;
引用数据类型: 对象的引用存储在栈帧的局部变量表中,而对实例本身及其所有成员变量存放在堆内存中。
详情可见JVM基础
二、前置准备
创建两个实体类方便后续的代码示例
@Data
@AllArgsConstructor
public class Animal{
private int id;
private String type;
@Override
public String toString () {
return "Animal{" +
"id=" + id +
", type='" + type + '\'' +
'}';
}
}
复制代码
@Data
@AllArgsConstructor
public class Dog {
private int age;
private String name;
private Animal animal;
@Override
public String toString () {
return "Dog{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
", animal=" + animal +
'}';
}
}
复制代码
三、直接赋值
直接赋值是我们最常用的方式,它只是拷贝了对象引用地址,并没有在内存中生成新的对象。
下面我们进行代码验证:
public class FuXing {
public static void main (String[] args) {
Animal animal = new Animal(1, "dog");
Dog dog = new Dog(18, "husky", animal);
Dog dog2 = dog;
System.out.println("两个对象是否相等:" + (dog2 == dog));
System.out.println("----------------------------");
dog.setAge(3);
System.out.println("变化后两个对象是否相等:" + (dog2 == dog));
}
}
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两个对象是否相等:true
----------------------------
变化后两个对象是否相等:true
复制代码
通过运行结果可知,dog
类的age
已经发生变化,但重新打印两个类依然相等。所以它只是拷贝了对象引用地址,并没有在内存中生成新的对象。
直接赋值的 JVM 的内存结构大致如下:
四、浅拷贝
浅拷贝后会创建一个新的对象,且新对象的属性和原对象相同。但是,拷贝时针对原对象的属性的数据类型的不同,有两种不同的情况:
属性的数据类型基本类型,拷贝的就是基本类型的值;
属性的数据类型引用类型,拷贝的就是对象的引用地址,意思就是拷贝对象与原对象引用同一个对象。
要实现对象浅拷贝还是比较简单的,只需要被拷贝的类实现Cloneable
接口,重写clone
方法即可。下面我们对Dog
进行改动:
@Data
@AllArgsConstructor
public class Dog implements Cloneable{
private int age;
private String name;
private Animal animal;
@Override
public Dog clone () throws CloneNotSupportedException {
return (Dog) super.clone();
}
@Override
public String toString () {
return "Dog{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
", animal=" + animal +
'}';
}
}
复制代码
接下来我们运行下面的代码,看一下运行结果:
public class FuXing {
public static void main (String[] args) throws Exception {
Animal animal = new Animal(1, "dog");
Dog dog = new Dog(18, "husky", animal);
// 克隆对象
Dog cloneDog = dog.clone();
System.out.println("dog:" + dog);
System.out.println("cloneDog:" + cloneDog);
System.out.println("两个对象是否相等:" + (cloneDog == dog));
System.out.println("两个name是否相等:" + (cloneDog.getName() == dog.getName()));
System.out.println("两个animal是否相等:" + (cloneDog.getAnimal() == dog.getAnimal()));
System.out.println("----------------------------------------");
// 更改原对象的属性值
dog.setAge(3);
dog.setName("corgi");
dog.getAnimal().setId(2);
System.out.println("dog:" + dog);
System.out.println("cloneDog:" + cloneDog);
System.out.println("两个对象是否相等:" + (cloneDog == dog));
System.out.println("两个name是否相等:" + (cloneDog.getName() == dog.getName()));
System.out.println("两个animal是否相等:" + (cloneDog.getAnimal() == dog.getAnimal()));
}
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dog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:true
两个animal是否相等:true
----------------------------------------
dog:Dog{age=3, name='corgi', animal=Animal{id=2, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=2, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:false
两个animal是否相等:true
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我们分析下运行结果,重点看一下 “两个 name 是否相等”,改动后变成 false
.
这是因为String
、Integer
等包装类都是不可变的对象,当需要修改不可变对象的值时,需要在内存中生成一个新的对象来存放新的值,然后将原来的引用指向新的地址。
这里dog
对象的name
属性已经指向一个新的对象,而cloneDog
的name
属性仍然指向原来的对象,所以就不同了。
然后我们看下两个对象的animal
属性,原对象属性值变动后,拷贝对象也跟着变动,这就是因为拷贝对象与原对象引用同一个对象。
浅拷贝的 JVM 的内存结构大致如下:
五、深拷贝
与浅拷贝不同之处,深拷贝在对引用数据类型进行拷贝的时候,创建了一个新的对象,并且拷贝其成员变量。也就是说,深拷贝出来的对象,与原对象没有任何关联,是一个新的对象。
实现深拷贝有两种方式
1. 让每个引用类型属性都重写 clone()方法
注意: 这里如果引用类型的属性或者层数太多了,代码量会变很大,所以一般不建议使用
@Data
@AllArgsConstructor
public class Animal implements Cloneable{
private int id;
private String type;
@Override
protected Animal clone () throws CloneNotSupportedException {
return (Animal) super.clone();
}
@Override
public String toString () {
return "Animal{" +
"id=" + id +
", type='" + type + '\'' +
'}';
}
}
复制代码
@Data
@AllArgsConstructor
public class Dog implements Cloneable{
private int age;
private String name;
private Animal animal;
@Override
public Dog clone () throws CloneNotSupportedException {
Dog clone = (Dog) super.clone();
clone.animal = animal.clone();
return clone;
}
@Override
public String toString () {
return "Dog{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
", animal=" + animal +
'}';
}
}
复制代码
我们再次运行浅拷贝部分的main
方法,结果如下。
dog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:true
两个animal是否相等:false # 变为false
----------------------------------------
dog:Dog{age=3, name='corgi', animal=Animal{id=2, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:false
两个animal是否相等:false # 变为false
复制代码
2.序列化
序列化是将对象写到流中便于传输,而反序列化则是把对象从流中读取出来。我们可以利用对象的序列化产生克隆对象,然后通过反序列化获取这个对象。
@Data
@AllArgsConstructor
public class Animal implements Serializable {
private int id;
private String type;
@Override
public String toString () {
return "Animal{" +
"id=" + id +
", type='" + type + '\'' +
'}';
}
}
复制代码
@Data
@AllArgsConstructor
public class Dog implements Serializable {
private int age;
private String name;
private Animal animal;
@SneakyThrows
@Override
public Dog clone () {
// 序列化
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
//反序列化
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Dog) ois.readObject();
}
@Override
public String toString () {
return "Dog{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
", animal=" + animal +
'}';
}
}
复制代码
我们再次运行浅拷贝部分的main
方法,结果如下。
dog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:false # 变为false
两个animal是否相等:false # 变为false
----------------------------------------
dog:Dog{age=3, name='corgi', animal=Animal{id=2, type='dog'}}
cloneDog:Dog{age=18, name='husky', animal=Animal{id=1, type='dog'}}
两个对象是否相等:false
两个name是否相等:false
两个animal是否相等:false # 变为false
复制代码
深拷贝的 JVM 的内存结构大致如下:
文章转载自:fuxing.
原文链接:https://www.cnblogs.com/fuxing/p/18203554
体验地址:http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq
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