概述

原型模式（Prototype Pattern）是一种创建型设计模式，旨在通过复制现有对象来创建新对象，而无需显式地使用构造函数。这种模式允许我们创建一个原型对象，然后通过克隆这个原型来生成新的对象实例，从而避免了重复创建相似对象的开销。

原型模式的主要思想是，通过复制现有对象的状态来创建新对象，而不是从头开始重新构建对象。这对于某些对象的创建过程较为复杂，或者需要保持一致的初始状态时，是一种很有用的模式。

形象的理解：孙悟空拔出猴毛， 变出其它孙悟空

克隆羊问题

现在有一只羊 tom，姓名为: tom, 年龄为：1，颜色为：白色，请编写程序创建和 tom 羊 属性完全相同的 10 只羊。

传统方式解决克隆羊问题

bean类
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/Sheep.java

客户端
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/Client.java

传统的方式的优缺点

1. 优点是比较好理解，简单易操作。
2. 在创建新的对象时，总是需要重新获取原始对象的属性，如果创建的对象比较复杂时，效率较低
3. 总是需要重新初始化对象，而不是动态地获得对象运行时的状态, 不够灵活
4. 改进的思路分析
   思路：Java 中 Object 类是所有类的根类，Object 类提供了一个 clone()方法，该方法可以将一个 Java 对象复制一份，但是需要实现 clone 的 Java 类必须要实现一个接口 Cloneable，该接口表示该类能够复制且具有复制的能力 =>原型模式

原型模式原理结构图-uml 类图

原理结构图说明

1. Prototype : 原型类，声明一个克隆自己的接口
2. ConcretePrototype: 具体的原型类, 实现一个克隆自己的操作
3. Client: 让一个原型对象克隆自己，从而创建一个新的对象(属性一样）

原型模式解决克隆羊问题的应用实例

使用原型模式改进传统方式，让程序具有更高的效率和扩展性。

bean类：
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/improve/Sheep.java

客户端：
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/improve/Client.java

原型模式在Spring框架中的应用

1. Spring 中原型 bean 的创建，就是原型模式的应用
2. debug分析：

上述四个图均为Spring框架中底层的原型模式细节

深入讨论-浅拷贝和深拷贝

浅拷贝的介绍

1. 对于数据类型是基本数据类型的成员变量，浅拷贝会直接进行值传递，也就是将该属性值复制一份给新的对象。

2. 对于数据类型是引用数据类型的成员变量，比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等，那么浅拷贝会进行引用传递，也就是只是将该成员变量的引用值（内存地址）复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下，在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值

3. 前面我们克隆羊就是浅拷贝

4. 浅拷贝是使用默认的 clone()方法来实现
   sheep = (Sheep) super.clone();

深拷贝基本介绍

1. 复制对象的所有基本数据类型的成员变量值
2. 为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间，并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象，直到该对象可达的所有对象。也就是说，对象进行深拷贝要对整个对象(包括对象的引用类型)进行拷贝
3. 深拷贝实现方式 1：重写 clone 方法来实现深拷贝
4. 深拷贝实现方式 2：通过对象序列化实现深拷贝(推荐)

深拷贝应用实例

1. 使用 重写 clone 方法实现深拷贝
2. 使用序列化来实现深拷贝
3. 代码演示

代码案例1：
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/deepclone/DeepCloneableTarget.java

代码案例2：
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/deepclone/DeepProtoType.java

客户端：
https://gitee.com/luan_hao/design-pattern/blob/master/src/main/java/com/lh/prototype/deepclone/Client.java

原型模式的深拷贝会将对象的所有属性值进行拷贝，并将拷贝的值放入新的内存地址中，从而创建一个完全独立的新对象，原对象和新对象之间不共享任何引用关系。这样做的目的是为了创建一个与原对象相似但完全独立的对象，使得对新对象的修改不会影响原对象，反之亦然。

深拷贝的实现方式通常涉及递归地遍历对象的属性，对每个属性值进行拷贝，并确保拷贝的属性值也是深拷贝。这可以确保对象中的所有嵌套属性都得到正确地复制。

注意事项

需要注意的是，深拷贝可能会涉及到一些性能和复杂性方面的考虑，特别是当对象的结构很复杂，包含循环引用或大量数据时。在实际使用中，可以选择使用不同的深拷贝实现方法，例如递归拷贝、序列化和反序列化，或者使用专门的深拷贝库来处理这些情况。

1. 创建新的对象比较复杂时，可以利用原型模式简化对象的创建过程，同时也能够提高效率
2. 不用重新初始化对象，而是动态地获得对象运行时的状态
3. 如果原始对象发生变化(增加或者减少属性)，其它克隆对象的也会发生相应的变化，无需修改代码
4. 在实现深克隆的时候可能需要比较复杂的代码
5. 缺点：需要为每一个类配备一个克隆方法，这对全新的类来说不是很难，但对已有的类进行改造时，需要修改
   其源代码，违背了 ocp 原则，这点请大家注意.