设计模式—创建型模式之原型模式

原型模式（Prototype Pattern）用于创建重复的对象，同时又能保证性能。

本体给外部提供一个克隆体进行使用。

比如我们做一个SjdwzMybatis，用来操作数据库，从数据库里面查出很多记录，其中很多记录改变很少。每次查数据库，把所有数据都封装一个对象，然后返回。假设有很多线程，来查如下记录：

Student student = new Student("张三","男")；

如果每次都创建对象封装并返回，这样系统就会有很多student；这样就会浪费内存。

Student类如下：

public class Student {
    private String name;
    private Integer age;

    public Student() {
        System.out.println("创建了Student对象");
    }
    //省略getter() 、 setter() toString()
}

SjdwzMybatis如下：

public class SjdwzMybatis {

    /**
     * 通过name获取Student
     */
    public Student queryStudent(String name){
        return queryStudentFromDB(name);
    }

    /**
     * 演示从数据库查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) {
        //简单演示，查询到了
        System.out.println("从数据库查询到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        return student;
    }
}

测试类：

public class ProtoTypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        SjdwzMybatis sjdwzMybatis = new SjdwzMybatis();
        Student stu1 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu2 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu3 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu4 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
    }
}

这样会有大量具有相同属性的student被外部创建，同时查库次数过多。

我们是否能设计一个缓存，来保存查过的内容，再查相同的记录时，可以很快拿到原来的原型对象呢？

那我们的SjdwzMybatis便变成了如下代码：

public class SjdwzMybatis {
	//缓存
    private Map<String,Student> stuCache = new HashMap<>();

    /**
     * 通过name获取Student
     */
    public Student queryStudent(String name){
        if(stuCache.containsKey(name)){
            return stuCache.get(name);
        }else{
            return queryStudentFromDB(name);
        }
    }

    /**
     * 演示从数据库查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) {
        //简单演示，查询到了
        System.out.println("从数据库查询到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        //存入内存
        stuCache.put(name,student);
        return student;
    }
}

但是这是否会有问题呢？

如果我们把stu1的属性改了，那么stu2、stu3、stu4的属性也会被改变，这会影响到我们缓存里的数据，造成脏缓存数据；同时我们查出来的内容，并没有提交修改，不能就把原数据给修改掉。

原型模式

我们把Student修改成如下代码，这便是原型模式：

//实现Cloneable接口，这只是一个标记，还需要重写clone()方法
public class Student implements Cloneable{
    private String name;
    private Integer age;

    //重写clone方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student();
        student.setName(this.name);
        student.setAge(this.age);
        return student;
    }
}

然后SjdwzMybatis修改为如下代码：

public class SjdwzMybatis {
    //缓存
    private Map<String,Student> stuCache = new HashMap<>();

    /**
     * 通过name获取Student
     */
    public Student queryStudent(String name) throws CloneNotSupportedException {
        if(stuCache.containsKey(name)){
            return (Student) stuCache.get(name).clone();
        }else{
            return queryStudentFromDB(name);
        }
    }

    /**
     * 演示从数据库查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) throws CloneNotSupportedException {
        //简单演示，查询到了
        System.out.println("从数据库查询到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        //存入内存
        stuCache.put(name,(Student) student.clone());
        return student;
    }
}

从数据库查出来放入缓存的对象与从缓存取出来的都是clone出来的。

可以看到，我们对stu1修改，并不会影响其他的数据了。