Java拷贝之深拷贝与浅拷贝

Java中的拷贝分为引用拷贝和对象拷贝

1、引用拷贝（浅拷贝）

引用拷贝：只会生成一个新的对象引用地址，但两个对峙最终指向的还是同一个对象
代码示例：

// 定义的测试对象
@Data
public class User {
    private String name;
    private String age;
    private String address;
    public User(String name, String age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }
}

// 测试类
@Test
void testCopy() {
    User userA = new User("john", "23", "西斗门路");
    System.out.println(userA);
    User userB = userA;
    userB.setName("matt");
    System.out.println("userA：" + userA);
    System.out.println("userB：" + userB);
}

/** 执行结果
 * User(name=john, age=23, address=西斗门路)
 * userA：User(name=matt, age=23, address=西斗门路)
 * userB：User(name=matt, age=23, address=西斗门路)
 */
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可以看到，在修改userB的属性后，userA的属性也一同被修改了，说明此时二者的引用对象都是同一个。

2、对象拷贝（深拷贝/浅拷贝）

对象拷贝：会重新生成一个对象，新生成的对象和之前的对象没有任何关联。
对象拷贝中，区分为两类：对象浅拷贝、对象深拷贝

2.1、对象浅拷贝

在克隆操作中国，只复制对象本身以及对象内部的基本数据类的属性，而不会复制对象内部的引用类型的属性。
浅拷贝仅仅创建了一个新的对象，该对象与原对象的引用类型属性还是指向同一地址，当应用类型发生修改时，二者都会变更。
在浅拷贝中，新对象和原始对象指向同一块内存区域，因此对其中一个对象进行修改可能会影响到另一个对象。
想要实现对象浅拷贝，可以通过实现Cloneable接口重写其clone方法
代码示例：

// 定义的测试对象
@Data
public class User implements Cloneable{
    private String name;
    private String age;
    private String address;
    private Father father;
    public User(String name, String age, String address, Father father) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        this.father = father;
    }
    public User copyUser() throws CloneNotSupportedException {
        return (User) clone();
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
@Data
public class Father {
    private String name;
    public Father(String name) {
        this.name = name;
    }
}

@Test
void testCopy() {
    Father fatherA = new Father("William");
    User userA = new User("john", "23", "西斗门路", fatherA);
    System.out.println(userA);
    User userB = null;
    try {
        userB = userA.copyUser();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    userB.setName("matt");
    userB.getFather().setName("Billion");
    System.out.println("userA：" + userA);
    System.out.println("userB：" + userB);
}

/**
 * 执行结果
 * User(name=john, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=William))
 * userA：User(name=john, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=Billion))
 * userB：User(name=matt, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=Billion))
 */
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2.2、对象深拷贝

• 深拷贝指的是在复制对象的过程中，除了复制对象及其基本类型的属性时，还要递归的复制对象内部的引用类型的属性。
• 深拷贝会创建一个完全独立的对象， 新对象和原对象不会产生任何关联，各自的属性值修改互不影响

实现有两个方案：
1、实现Serializable接口，通过序列化方式进行克隆（下面示例使用方式）
2、重写Cloneable的clone方法，即对原对象的引用类型的属性二次调用clone方法进行克隆
代码示例：

// 创建对象，注意都需要实现Serializable接口
@Data
public class User implements Serializable {
    private String name;
    private String age;
    private String address;
    private Father father;
    public User(String name, String age, String address, Father father) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        this.father = father;
    }
}

@Data
public class Father implements Serializable {
    private String name;
    public Father(String name) {
        this.name = name;
    }
}

// 通过序列化实现深拷贝的方法
public static <T extends Serializable> T deepCopy(T object) {
    try (ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
         ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream)) {
        // 序列化对象
        objectOutputStream.writeObject(object);
        objectOutputStream.flush();
        try (ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
             ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream)) {
            // 反序列化对象，实现深拷贝
            return (T) objectInputStream.readObject();
        }
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        // 处理n异常
        e.printStackTrace();
    }
    // 返回null，表示深拷贝失败
    return null;
}

// 测试
@Test
void testCopy() {
    Father fatherA = new Father("William");
    User userA = new User("john", "23", "西斗门路", fatherA);
    System.out.println(userA);
    User userB = deepCopy(userA);
    userB.setName("matt");
    userB.getFather().setName("Billion");
    System.out.println("userA：" + userA);
    System.out.println("userB：" + userB);
}

/**
 * 执行结果
 * User(name=john, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=William))
 * userA：User(name=john, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=William))
 * userB：User(name=matt, age=23, address=西斗门路, father=Father(name=Billion))
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附带知识：使用try-with-resources：在Java 7及更高版本中，可以使用try-with-resources语句来自动关闭实现了Closeable接口的资源。在这段代码中，ByteArrayOutputStream、ObjectOutputStream、ByteArrayInputStream和ObjectInputStream都实现了Closeable接口，因此可以使用try-with-resources来自动关闭这些资源，而无需手动调用close方法。