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java对象拷贝最完全解说

news 来源：原创 2024/5/1 9:52:34

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java赋值是复制对象引用，如果我们想要得到一个对象的副本，使用赋值操作是无法达到目的的：

@Test
public void testassign(){
Person p1=new Person();
p1.setAge(31);
p1.setName("Peter");

Person p2=p1;
System.out.println(p1==p2);//true
}
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如果创建一个对象的新的副本，也就是说他们的初始状态完全一样，但以后可以改变各自的状态，而互不影响，就需要用到java中对象的复制，如原生的clone()方法。

如何进行对象克隆
Object对象有个clone()方法，实现了对象中各个属性的复制，但它的可见范围是protected的，所以实体类使用克隆的前提是：

① 实现Cloneable接口，这是一个标记接口，自身没有方法。
② 覆盖clone()方法，可见性提升为public。

@Test
public void testShallowCopy() throws Exception{
Person p1=new Person();
p1.setAge(31);
p1.setName("Peter");

Person p2=(Person) p1.clone();
System.out.println(p1==p2);//false
p2.setName("Jacky");
System.out.println("p1="+p1);//p1=Person [name=Peter, age=31]
System.out.println("p2="+p2);//p2=Person [name=Jacky, age=31]
}
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该测试用例只有两个基本类型的成员，测试达到目的了。

事情貌似没有这么简单，为Person增加一个Address类的成员：

@Data
public class Address {
private String type;
private String value;
}
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再来测试，问题来了。

@Test
public void testShallowCopy() throws Exception{
Address address=new Address();
address.setType("Home");
address.setValue("北京");

Person p1=new Person();
p1.setAge(31);
p1.setName("Peter");
p1.setAddress(address);

Person p2=(Person) p1.clone();
System.out.println(p1==p2);//false

p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p1="+p1);
System.out.println("p2="+p2);
}
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查看输出：

false
p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))
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遇到了点麻烦，只修改了p2的地址类型，两个地址类型都变成了Office。

浅拷贝和深拷贝
前面实例中是浅拷贝和深拷贝的典型用例。

浅拷贝：被复制对象的所有值属性都含有与原来对象的相同，而所有的对象引用属性仍然指向原来的对象。

深拷贝：在浅拷贝的基础上，所有引用其他对象的变量也进行了clone，并指向被复制过的新对象。

也就是说，一个默认的clone()方法实现机制，仍然是赋值。

如果一个被复制的属性都是基本类型，那么只需要实现当前类的cloneable机制就可以了，此为浅拷贝。

如果被复制对象的属性包含其他实体类对象引用，那么这些实体类对象都需要实现cloneable接口并覆盖clone()方法。

@Data
public class Address implements Cloneable {
private String type;
private String value;

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
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这样还不够，Person的clone()需要显式地clone其引用成员。

@Data
public class Person implements Cloneable {
private String name;
private Integer age;
private Address address;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Object obj=super.clone();
Address a=((Person)obj).getAddress();
((Person)obj).setAddress((Address) a.clone());
return obj;
}
}
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重新跑前面的测试用例：

false
p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))
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clone方式深拷贝小结
① 如果有一个非原生成员，如自定义对象的成员，那么就需要：

该成员实现Cloneable接口并覆盖clone()方法，不要忘记提升为public可见。
同时，修改被复制类的clone()方法，增加成员的克隆逻辑。
② 如果被复制对象不是直接继承Object，中间还有其它继承层次，每一层super类都需要实现Cloneable接口并覆盖clone()方法。

与对象成员不同，继承关系中的clone不需要被复制类的clone()做多余的工作。

一句话来说，如果实现完整的深拷贝，需要被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现克隆机制。

前面的实例还可以接受，如果有N个对象成员，有M层继承关系，就会很麻烦。

利用序列化实现深拷贝
clone机制不是强类型的限制，比如实现了Cloneable并没有强制继承链上的对象也实现；也没有强制要求覆盖clone()方法。因此编码过程中比较容易忽略其中一个环节，对于复杂的项目排查就是困难了。

要寻找可靠的，简单的方法，序列化就是一种途径。

被复制对象的继承链、引用链上的每一个对象都实现java.io.Serializable接口。这个比较简单，不需要实现任何方法，serialVersionID的要求不强制，对深拷贝来说没毛病。

实现自己的deepClone方法，将this写入流，再读出来。俗称：冷冻-解冻。

@Data
public class Person implements Serializable {
private String name;
private Integer age;
private Address address;
public Person deepClone() {
Person p2=null;
Person p1=this;
PipedOutputStream out=new PipedOutputStream();
PipedInputStream in=new PipedInputStream();
try {
in.connect(out);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}

try(ObjectOutputStream bo=new ObjectOutputStream(out);
ObjectInputStream bi=new ObjectInputStream(in);) {
bo.writeObject(p1);
p2=(Person) bi.readObject();

} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return p2;
}
}
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原型工厂类
为了便于测试，也节省篇幅，封装一个工厂类。

公平起见，避免某些工具库使用缓存机制，使用原型方式工厂。

public class PersonFactory{
public static Person newPrototypeInstance(){
Address address = new Address();
address.setType("Home");
address.setValue("北京");

Person p1 = new Person();
p1.setAddress(address);
p1.setAge(31);
p1.setName("Peter");
return p1;
}
}
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利用Dozer拷贝对象
Dozer是一个Bean处理类库。

maven依赖

<dependency>
<groupId>net.sf.dozer</groupId>
<artifactId>dozer</artifactId>
<version>5.5.1</version>
</dependency>
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测试用例：

@Data
public class Person {
private String name;
private Integer age;
private Address address;

@Test
public void testDozer() {
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p1=" + p1);
System.out.println("p2=" + p2);
}
}

@Data
public class Address {
private String type;
private String value;
}
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输出：

p1=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Home, value=北京))
p2=Person(name=Peter, age=31, address=Address(type=Office, value=北京))
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注意：在万次测试中dozer有一个很严重的问题，如果DozerBeanMapper对象在for循环中创建，效率（dozer:7358）降低近10倍。由于DozerBeanMapper是线程安全的，所以不应该每次都创建新的实例。可以自带的单例工厂DozerBeanMapperSingletonWrapper来创建mapper，或集成到spring中。

还有更暴力的，创建一个People类：

@Data
public class People {
private String name;
private String age;//这里已经不是Integer了
private Address address;

@Test
public void testDozer() {
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
People p2 = mapper.map(p1, People.class);
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p1=" + p1);
System.out.println("p2=" + p2);
}
}
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只要属性名相同，干~

继续蹂躏：

@Data
public class People {
private String name;
private String age;
private Map<String,String> address;//��

@Test
public void testDozer() {
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
People p2 = mapper.map(p1, People.class);
p2.getAddress().put("type", "Office");
System.out.println("p1=" + p1);
System.out.println("p2=" + p2);
}
}
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利用Commons-BeanUtils复制对象
maven依赖

<dependency>
<groupId>commons-beanutils</groupId>
<artifactId>commons-beanutils</artifactId>
<version>1.9.3</version>
</dependency>
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测试用例：

@Data
public class Person {
private String name;
private String age;
private Address address;

@Test
public void testCommonsBeanUtils(){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
try {
Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
System.out.println("p1=" + p1);
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p2=" + p2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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利用cglib复制对象
maven依赖：

<dependency>
<groupId>cglib</groupId>
<artifactId>cglib</artifactId>
<version>3.2.4</version>
</dependency>
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测试用例：

@Test
public void testCglib(){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, false);
Person p2=new Person();
beanCopier.copy(p1, p2,null);
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p1=" + p1);
System.out.println("p2=" + p2);
}
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结果大跌眼镜，cglib这么牛x，居然是浅拷贝。不过cglib提供了扩展能力：

@Test
public void testCglib(){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);
Person p2=new Person();
beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){
@Override
public Object convert(Object value, Class target, Object context) {
if(target.isSynthetic()){
BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
}
return value;
}
});
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p1=" + p1);
System.out.println("p2=" + p2);
}
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Orika复制对象
orika的作用不仅仅在于处理bean拷贝，更擅长各种类型之间的转换。

maven依赖：

<dependency>
<groupId>ma.glasnost.orika</groupId>
<artifactId>orika-core</artifactId>
<version>1.5.0</version>
</dependency>
</dependencies>
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测试用例：

@Test
public void testOrika() {
MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)
.byDefault()
.register();
ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();
MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
System.out.println("p1=" + p1);
p2.getAddress().setType("Office");
System.out.println("p2=" + p2);
}
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Spring BeanUtils复制对象
给Spring个面子，貌似它不支持深拷贝。

Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2 = new Person();
Person p2 = (Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
//BeanUtils.copyProperties(p2, p1);//这个更没戏
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深拷贝性能对比
@Test
public void testBatchDozer(){
Long start=System.currentTimeMillis();
Mapper mapper = new DozerBeanMapper();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
}
System.out.println("dozer:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//dozer:721
}
@Test
public void testBatchBeanUtils(){
Long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
try {
Person p2=(Person) BeanUtils.cloneBean(p1);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("commons-beanutils:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//commons-beanutils：229
}
@Test
public void testBatchCglib(){
Long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
BeanCopier beanCopier=BeanCopier.create(Person.class, Person.class, true);
Person p2=new Person();
beanCopier.copy(p1, p2, new Converter(){
@Override
public Object convert(Object value, Class target, Object context) {
if(target.isSynthetic()){
BeanCopier.create(target, target, true).copy(value, value, this);
}
return value;
}
});
}
System.out.println("cglib:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//cglib:133
}
@Test
public void testBatchSerial(){
Long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2=p1.deepClone();
}
System.out.println("serializable:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//serializable:687
}
@Test
public void testBatchOrika() {
MapperFactory mapperFactory = new DefaultMapperFactory.Builder().build();

mapperFactory.classMap(Person.class, Person.class)
.field("name", "name")
.byDefault()
.register();
ConverterFactory converterFactory = mapperFactory.getConverterFactory();
MapperFacade mapper = mapperFactory.getMapperFacade();

Long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
Person p2 = mapper.map(p1, Person.class);
}
System.out.println("orika:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//orika:83
}

@Test
public void testBatchClone(){
Long start=System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<10000;i++){
Person p1=PersonFactory.newPrototypeInstance();
try {
Person p2=(Person) p1.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("clone:"+(System.currentTimeMillis()-start));
//clone:8
}
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（10k）性能比较：

//dozer:721
//commons-beanutils：229
//cglib:133
//serializable:687
//orika:83
//clone:8
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深拷贝总结
原生的clone效率无疑是最高的，用脚趾头都能想到。

偶尔用一次，用哪个都问题都不大。

一般性能要求稍高的应用场景，cglib和orika完全可以接受。

另外一个考虑的因素，如果项目已经引入了某个依赖，就用那个依赖来做吧，没必要再引入一个第三方依赖
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作者：54powerman
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/54powerman/article/details/64920431
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