深拷贝与浅拷贝的问题，也是面试中的常客。虽然大家都知道两者表现形式不同点在哪里，但是很少去深究其底层原理，也不知道怎么才能优雅的实现一个深拷贝。其实工作中也常常需要实现深拷贝，今天一灯就带大家一块深入剖析一下深拷贝与浅拷贝的实现原理，并手把手教你怎么优雅的实现深拷贝。

1. 什么是深拷贝与浅拷贝

浅拷贝： 只拷贝栈内存中的数据，不拷贝堆内存中数据。

深拷贝： 既拷贝栈内存中的数据，又拷贝堆内存中的数据。

2. 浅拷贝的实现原理

由于浅拷贝只拷贝了栈内存中数据，栈内存中存储的都是基本数据类型，堆内存中存储了数组、引用数据类型等。

使用代码验证一下：

想要实现clone功能，需要实现 Cloneable 接口，并重写 clone 方法。

  1. 先创建一个用户类
// 用户的实体类，用作验证public class User implements Cloneable {    private String name;        // 每个用户都有一个工作    private Job job;    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public Job getJob() {        return job;    }    public void setJob(Job job) {        this.job = job;    }    @Override    public User clone() throws CloneNotSupportedException {        User user = (User) super.clone();        return user;    }}
  1. 再创建一个工作类
// 工作的实体类，并没有实现Cloneable接口public class Job {    private String content;    public String getContent() {        return content;    }    public void setContent(String content) {        this.content = content;    }}
  1. 测试浅拷贝
/** * @author 一灯架构 * @apiNote Java浅拷贝示例 **/public class Demo {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}        User user1 = new User();        user1.setName("一灯架构");        Job job1 = new Job();        job1.setContent("开发");        user1.setJob(job1);        // 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"        User user2 = user1.clone();        user2.setName("张三");        Job job2 = user2.getJob();        job2.setContent("测试");                // 3. 输出结果        System.out.println("user原对象= " + user1);        System.out.println("user拷贝对象= " + user2);    }}

输出结果：

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"测试"}}user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

从结果中可以看出，对象拷贝把name修改为”张三“，原对象并没有变，name是String类型，是基本数据类型，存储在栈内存中。对象拷贝了一份新的栈内存数据，修改并不会影响原对象。

然后对象拷贝把Job中content修改为”测试“，原对象也跟着变了，原因是Job是引用类型，存储在堆内存中。对象拷贝和原对象指向的同一个堆内存的地址，所以修改会影响到原对象。

3. 深拷贝的实现原理

深拷贝是既拷贝栈内存中的数据，又拷贝堆内存中的数据。

实现深拷贝有很多种方法，下面就详细讲解一下，看使用哪种方式更方便快捷。

3.1 实现Cloneable接口

通过实现Cloneable接口来实现深拷贝是最常见的。

想要实现clone功能，需要实现Cloneable接口，并重写clone方法。

  1. 先创建一个用户类
// 用户的实体类，用作验证public class User implements Cloneable {    private String name;        // 每个用户都有一个工作    private Job job;    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    public Job getJob() {        return job;    }    public void setJob(Job job) {        this.job = job;    }    @Override    public User clone() throws CloneNotSupportedException {        User user = (User) super.clone();        // User对象中所有引用类型属性都要执行clone方法        user.setJob(user.getJob().clone());        return user;    }}
  1. 再创建一个工作类
// 工作的实体类，需要实现Cloneable接口public class Job implements Cloneable {    private String content;    public String getContent() {        return content;    }    public void setContent(String content) {        this.content = content;    }    @Override    protected Job clone() throws CloneNotSupportedException {        return (Job) super.clone();    }}
  1. 测试浅拷贝
/** * @author 一灯架构 * @apiNote Java深拷贝示例 **/public class Demo {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}        User user1 = new User();        user1.setName("一灯架构");        Job job1 = new Job();        job1.setContent("开发");        user1.setJob(job1);        // 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"        User user2 = user1.clone();        user2.setName("张三");        Job job2 = user2.getJob();        job2.setContent("测试");                // 3. 输出结果        System.out.println("user原对象= " + user1);        System.out.println("user拷贝对象= " + user2);    }}

输出结果：

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

从结果中可以看出，user拷贝对象修改了name属性和Job对象中内容，都没有影响到原对象，实现了深拷贝。

通过实现Cloneable接口的方式来实现深拷贝，是Java中最常见的实现方式。

缺点是： 比较麻烦，需要所有实体类都实现Cloneable接口，并重写clone方法。如果实体类中新增了一个引用对象类型的属性，还需要添加到clone方法中。如果继任者忘了修改clone方法，相当于挖了一个坑。

3.2 使用JSON字符串转换

实现方式就是：

  1. 先把user对象转换成json字符串
  2. 再把json字符串转换成user对象

这是个偏方，但是偏方治大病，使用起来非常方便，一行代码即可实现。

下面使用fastjson实现，使用Gson、Jackson也是一样的：

import com.alibaba.fastjson.JSON;/** * @author 一灯架构 * @apiNote Java深拷贝示例 **/public class Demo {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}        User user1 = new User();        user1.setName("一灯架构");        Job job1 = new Job();        job1.setContent("开发");        user1.setJob(job1);        //// 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"        User user2 = JSON.parseObject(JSON.toJSONString(user1), User.class);        user2.setName("张三");        Job job2 = user2.getJob();        job2.setContent("测试");        // 3. 输出结果        System.out.println("user原对象= " + JSON.toJSONString(user1));        System.out.println("user拷贝对象= " + JSON.toJSONString(user2));    }}

输出结果：

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

从结果中可以看出，user拷贝对象修改了name属性和Job对象中内容，并没有影响到原对象，实现了深拷贝。

3.3 集合实现深拷贝

再说一下Java集合怎么实现深拷贝？

其实非常简单，只需要初始化新对象的时候，把原对象传入到新对象的构造方法中即可。

以最常用的ArrayList为例：

/** * @author 一灯架构 * @apiNote Java深拷贝示例 **/public class Demo {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        // 1. 创建原对象        List userList = new ArrayList();        // 2. 创建深拷贝对象        List userCopyList = new ArrayList(userList);    }}

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