1. 原型模式

1.1 概述

用一个已经创建的实例作为原型，通过复制该原型对象来创建一个和原型对象相同的新对象。

1.2 结构

抽象原型类：规定了具体原型对象必须实现的的 clone() 方法。
具体原型类：实现抽象原型类的 clone() 方法，它是可被复制的对象。
访问类：使用具体原型类中的 clone() 方法来复制新的对象。

1.3 实现

在Java中对象的克隆有深克隆和浅克隆之分。有这种区分的原因是Java中分为基本数据类型和引用数据类型，对于不同的数据类型在内存中的存储的区域是不同的。基本数据类型存储在栈中，引用数据类型存储在堆中。

浅克隆：创建一个新对象，对于基本数据类型和String类型属性（拷贝一份该对象并重新分配内存，即产生了新的对象）；对于非基本数据类型，浅克隆并不会克隆这些属性（即不会为这些属性分配内存，仍指向原有属性所指向的对象的内存地址）。
深克隆：创建一个新对象，属性中引用的其他对象也会被克隆，不再指向原有对象地址。
总结：浅克隆中由于除8中数据类型和String类型外的其他类型的属性不会被克隆，因此当通过新对象对这些属性进行修改时，原对象的属性也会同时改变。而深克隆则已经对这些属性重新分配内存，所以当通过新对象对这些属性进行修改时，原对象的属性不会改变。

Java中的Object类中提供了 clone() 方法来实现浅克隆。 Cloneable 接口是上面的类图中的抽象原型类，而实现了Cloneable接口的子实现类就是具体的原型类。代码如下：

Realizetype（具体的原型类）：

public class Realizetype implements Cloneable {
	public Realizetype() {
		System.out.println("具体的原型对象创建完成！");
	}
	@Override
	protected Realizetype clone() throws CloneNotSupportedException {
		System.out.println("具体原型复制成功！");
		return (Realizetype) super.clone();
	}
}

PrototypeTest（测试访问类）：

public class PrototypeTest {
	public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
		Realizetype r1 = new Realizetype();
		Realizetype r2 = r1.clone();
		System.out.println("对象r1和r2是同一个对象？" + (r1 == r2)); //ture
	}
}

1.4 浅克隆

Demo1：基本类型

Demo2：引用类型

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {  
        Address address = new Address("CH" , "SD" , "QD");  
        Customer customer1 = new Customer(1 , 23 , address);  
        Customer customer2 = customer1.clone();  
        customer2.getAddress().setCity("JN");  
        customer2.setID(2);  
        System.out.println("customer1:"+customer1.toString());  
        System.out.println("customer2:"+customer2.toString());  
    }  
}  
class Customer implements Cloneable{  
    public int ID;  
    public int age;  
    public Address address;  
    //get/set...
    
    @Override  
    public Customer clone() throws CloneNotSupportedException {  
        return (Customer) super.clone();  
    }  
}  
class Address{  
    private String country;  
    private String province;  
    private String city;  
   //get/set...
}  

customer1:Customer [ID=1, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=JN]]  
customer2:Customer [ID=2, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=JN]]  

customer2修改了id后没有影响到customer1，但是修改了customer2的address属性的city值为JN后，发现customer1的address值也发生了改变。这样就没有达到完全复制、相互之间完全没有影响的目的。这样就需要进行深克隆。

浅克隆总结：

浅克隆对于一个只含有基本数据类型的类来说使用clone方法，是完全没有问题的。

1.5 深克隆

深克隆与浅克隆的区别就是，浅克隆不会克隆原对象中的引用类型，仅仅拷贝了引用类型的指向。深克隆则拷贝了所有。也就是说深克隆能够做到原对象和新对象之间完全没有影响。
而深克隆的实现就是在引用类型所在的类实现Cloneable接口，并使用public访问修饰符重写clone方法。

实现方式1：浅克隆嵌套

1. Address类实现Cloneable接口，重写clone方法;

@Override  
public Address clone() throws CloneNotSupportedException {  
    return (Address) super.clone();  
}

2. 在Customer类的clone方法中调用Address类的clone方法

@Override  
public Customer clone() throws CloneNotSupportedException {  
    Customer customer = (Customer) super.clone();  
    customer.address = address.clone();  
    return customer;  
}

customer1:Customer[ID=1, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=QD]]
customer2:Customer[ID=2, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=JN]]

发现customer2无论如何修改，customer1都没有受到影响。

实现方式2：序列化

实现深克隆的另一种方法就是使用序列化，将对象写入到流中，这样对象的内容就变成了字节流，也就不存在什么引用了。然后读取字节流反序列化为对象就完成了完全的复制操作了。

Address address = new Address("CH" , "SD" , "QD");  
Customer customer1 = new Customer(1 , 23 , address);  
Customer customer2 = (Customer) cloneObject(customer1);  
customer2.getAddress().setCity("JN");  
customer2.setID(2);  
System.out.println("customer1:"+customer1.toString());  
System.out.println("customer2:"+customer2.toString());  

public static Object cloneObject(Object obj) throws IOException, ClassNotFoundException{  
    ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();  
    ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(byteOut);  
    out.writeObject(obj);   
    ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());  
    ObjectInputStream in =new ObjectInputStream(byteIn);  
    return in.readObject();  
} 

customer1:Customer [ID=1, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=QD]]  
customer2:Customer [ID=2, age=23, address=Address [country=CH, province=SD, city=JN]]  

总结

1. 浅克隆：只复制基本类型的数据，引用类型的数据只复制了引用的地址，引用的对象并没有复制，在新的对象中修改引用类型的数据会影响原对象中的引用。
2. 深克隆1：是在引用类型的类中也实现了clone，是clone的嵌套，复制后的对象与原对象之间完全不会影响。
3. 深克隆2：使用序列化也能完成深复制的功能：对象序列化后写入流中，此时也就不存在引用什么的概念了，再从流中读取，生成新的对象，新对象和原对象之间也是完全互不影响的。

来源：深克隆和浅克隆：https://blog.csdn.net/weixin_44351616/article/details/125146241
https://www.bilibili.com/video/BV1Np4y1z7BU?p=49&spm_id_from=pageDriver&vd_source=b901ef0e9ed712b24882863596eab0ca