JAVA设计模式——（十二）原型模式（Prototype Pattern）

介绍

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制原型已有的对象用于创建新的对象。

理解

原型实例便是我们需要复制的类的实例，原型说的是可以被复制的那个对象。这是一种构建实例的方式，用于对对象进行复制，而形成一个新的实例。

我们知道Obejct对象的clone()方法可以对对象进行克隆，但是clone()方法是protected类型的，protected类型的访问权限是：同一个类、同一个包、不同包的子类，而不允许不包的非子类访问。实际上，所有的类都会潜在的继承Object类，所以均是Object的子类，那么在所有类的内部均可以直接调用clone()方法，或者重写该方法，让其支持在其他类中调用。

但是，clone()方法并不能执行成功，而是会报出java.lang.CloneNotSupportedException。其实在clone()方法的源码中解释了这个原因。

如果对象的类不支持 Cloneable 接口。重写 clone 方法的子类也会抛出此异常，表示实例无法被克隆。

所以需要实现Cloneable接口。

实现步骤：

1. 创建原型
2. 实现Cloneable接口
3. 重写clone()方法

实现

以发邮件作为例子，通原型模式，减少邮件实例的创建时间。

Email类

package cn.sh.designepattern;

/**
 * @Author song
 * @Version 0.0.1
 * @Date 2025/5/6 10:49
 * @Contact 643947568@qq.com
 */
public class Email implements Cloneable{
    private String receiver;
    private String sender;

    private String subject;
    private String content;

    public Email(String subject, String content) {
        this.content = content;
        this.subject = subject;
    }
	//重要-------------------！！！------------
	@Override
    public Email clone() {
        try {
            Email clone = (Email) super.clone();
            // TODO: copy mutable state here, so the clone can't change the internals of the original
            return clone;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
    
    public String getContent() {
        return content;
    }

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

    public String getReceiver() {
        return receiver;
    }

    public void setReceiver(String receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    public String getSender() {
        return sender;
    }

    public void setSender(String sender) {
        this.sender = sender;
    }

    public String getSubject() {
        return subject;
    }

    public void setSubject(String subject) {
        this.subject = subject;
    }
}

测试

package cn.sh.designepattern;

/**
 * @Author song
 * @Version 0.0.1
 * @Date 2025/5/6 10:42
 * @Contact 643947568@qq.com
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Email email = new Email("活动通知", "会员88折，截止时间5月1日");
        Email clone = email.clone();
        System.out.println(email.hashCode());
        System.out.println(clone.hashCode());


        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Email clone1 = email.clone();
            clone1.setSender("test");
            clone1.setReceiver("接收方：" + i);
            System.out.println("发送邮件" + clone1);
        }
    }
}

效果

990368553
1096979270
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：0', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：1', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：2', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：3', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：4', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：5', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：6', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：7', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：8', sender='test', subject='活动通知'}
发送邮件Email{content='会员88折，截止时间5月1日', receiver='接收方：9', sender='test', subject='活动通知'}

应用

原型模式可能很容易的创建一个对象的许多个实例，在实际运用中，对于需要new出很多个相同类型对象的情况，比较实用。