作者：吳大山
wudashan.com/2018/10/14/Java-Deep-Copy
介紹
在Java語言里，當我們需要拷貝一個物件時，有兩種型別的拷貝：淺拷貝與深拷貝，
淺拷貝只是拷貝了源物件的地址，所以源物件的值發生變化時，拷貝物件的值也會發生變化，
而深拷貝則是拷貝了源物件的所有值，所以即使源物件的值發生變化時，拷貝物件的值也不會改變，如下圖描述：
了解了淺拷貝和深拷貝的區別之后，本篇博客將教大家幾種深拷貝的方法，
拷貝物件
首先，我們定義一下需要拷貝的簡單物件，
/**
* 用戶
*/
public class User {
private String name;
private Address address;
// constructors, getters and setters
}
/**
* 地址
*/
public class Address {
private String city;
private String country;
// constructors, getters and setters
}
如上述代碼，我們定義了一個User用戶類，包含name姓名，和address地址，其中address并不是字串，而是另一個Address類，包含country國家和city城市，構造方法和成員變數的get()、set()方法此處我們省略不寫，接下來我們將詳細描述如何深拷貝User物件，
方法一 建構式
我們可以通過在呼叫建構式進行深拷貝，形參如果是基本型別和字串則直接賦值，如果是物件則重新new一個，
測驗用例
@Test
public void constructorCopy() {
Address address = new Address("杭州", "中國");
User user = new User("大山", address);
// 呼叫建構式時進行深拷貝
User copyUser = new User(user.getName(), new Address(address.getCity(), address.getCountry()));
// 修改源物件的值
user.getAddress().setCity("深圳");
// 檢查兩個物件的值不同
assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());
}
方法二 多載clone()方法
Object父類有個clone()的拷貝方法，不過它是protected型別的，我們需要重寫它并修改為public型別，除此之外，子類還需要實作Cloneable介面來告訴JVM這個類是可以拷貝的，
重寫代碼
讓我們修改一下User類，Address類，實作Cloneable介面，使其支持深拷貝，
/**
* 地址
*/
public class Address implements Cloneable {
private String city;
private String country;
// constructors, getters and setters
@Override
public Address clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Address) super.clone();
}
}
/**
* 用戶
*/
public class User implements Cloneable {
private String name;
private Address address;
// constructors, getters and setters
@Override
public User clone() throws CloneNotSupportedException {
User user = (User) super.clone();
user.setAddress(this.address.clone());
return user;
}
}
需要注意的是，super.clone()其實是淺拷貝，所以在重寫User類的clone()方法時，address物件需要呼叫address.clone()重新賦值，
測驗用例
@Test
public void cloneCopy() throws CloneNotSupportedException {
Address address = new Address("杭州", "中國");
User user = new User("大山", address);
// 呼叫clone()方法進行深拷貝
User copyUser = user.clone();
// 修改源物件的值
user.getAddress().setCity("深圳");
// 檢查兩個物件的值不同
assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());
}
方法三 Apache Commons Lang序列化
Java提供了序列化的能力，我們可以先將源物件進行序列化，再反序列化生成拷貝物件，但是，使用序列化的前提是拷貝的類（包括其成員變數）需要實作Serializable介面，Apache Commons Lang包對Java序列化進行了封裝，我們可以直接使用它，
重寫代碼
讓我們修改一下User類，Address類，實作Serializable介面，使其支持序列化，
/**
* 地址
*/
public class Address implements Serializable {
private String city;
private String country;
// constructors, getters and setters
}
/**
* 用戶
*/
public class User implements Serializable {
private String name;
private Address address;
// constructors, getters and setters
}
測驗用例
@Test
public void serializableCopy() {
Address address = new Address("杭州", "中國");
User user = new User("大山", address);
// 使用Apache Commons Lang序列化進行深拷貝
User copyUser = (User) SerializationUtils.clone(user);
// 修改源物件的值
user.getAddress().setCity("深圳");
// 檢查兩個物件的值不同
assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());
}
方法四 Gson序列化
Gson可以將物件序列化成JSON，也可以將JSON反序列化成物件，所以我們可以用它進行深拷貝，
測驗用例
@Test
public void gsonCopy() {
Address address = new Address("杭州", "中國");
User user = new User("大山", address);
// 使用Gson序列化進行深拷貝
Gson gson = new Gson();
User copyUser = gson.fromJson(gson.toJson(user), User.class);
// 修改源物件的值
user.getAddress().setCity("深圳");
// 檢查兩個物件的值不同
assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());
}
方法五 Jackson序列化
Jackson與Gson相似，可以將物件序列化成JSON，明顯不同的地方是拷貝的類（包括其成員變數）需要有默認的無參建構式，
重寫代碼
讓我們修改一下User類，Address類，實作默認的無參建構式，使其支持Jackson，
/**
* 用戶
*/
public class User {
private String name;
private Address address;
// constructors, getters and setters
public User() {
}
}
/**
* 地址
*/
public class Address {
private String city;
private String country;
// constructors, getters and setters
public Address() {
}
}
測驗用例
@Test
public void jacksonCopy() throws IOException {
Address address = new Address("杭州", "中國");
User user = new User("大山", address);
// 使用Jackson序列化進行深拷貝
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
User copyUser = objectMapper.readValue(objectMapper.writeValueAsString(user), User.class);
// 修改源物件的值
user.getAddress().setCity("深圳");
// 檢查兩個物件的值不同
assertNotSame(user.getAddress().getCity(), copyUser.getAddress().getCity());
}
總結
說了這么多深拷貝的實作方法，哪一種方法才是最好的呢？
最簡單的判斷就是根據拷貝的類（包括其成員變數）是否提供了深拷貝的建構式、是否實作了Cloneable介面、是否實作了Serializable介面、是否實作了默認的無參建構式來進行選擇，如果需要詳細的考慮，則可以參考下面的表格：
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標籤：Java