设计模式系列，原型模式

在面试中，设计模式，源码、数据结构、框架原理、JVM、GC、中间件等一个也少不了，所有的这些东西都需要平时进行积累。我这里后面会做一个专题，把设计模式单独做成一个菜单，方便后面面试的各位网友。

在 Java 中创建对象的方法有很多，比如：通过 new、反射、Object.clone、反序列化、Unsafe.allocateInstance 等。他们的用处各不相同，今天我借助 Object.clone 来讲一个原型设计模式。

原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。

在现实生活中也处处离不开原型模式。比如，细胞的分裂等。

原型模式非常的简单。简单到可以用下面的 3 个类搞定它的类图。

我们常见的游戏打飞机，或者植物大战僵尸。都可以利用到原型设计模式。

每个飞机，或者炮弹的坐标可能不一样，但是要产生非常多的飞机，如果一个一个的来创建，代价太高，因此，我们可以使用原型模式来解决。

public class AirPlane implements Cloneable{
    private int x;//横坐标
    private int y = 0;//纵坐标
    public AirPlane(int x) {//构造器
        this.x = x;
    }
    public int getX() {
        return x;
    }
    public int getY() {
        return y;
    }
    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }
    public void fly(){
        y += 5;
    }
    //重写克隆方法
    @Override
    public AirPlane clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (AirPlane)super.clone();
    }
}

原型模式非常的简单，有些网友可能会觉得难，那是因为它的使用场景你没有搞清楚。下面我总结了一下原型模式的常用场景。

• 资源优化场景。
• 类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
• 性能和安全要求的场景。
• 通过 new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或访问权限，则可以使用原型模式。
• 一个对象多个修改者的场景。
• 一个对象需要提供给其他对象访问，而且各个调用者可能都需要修改其值时，可以考虑使用原型模式拷贝多个对象供调用者使用。
• 在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。

通过这几个场景，我们也可以看出来，原型模式：能够提高性能；同时还能够逃避构造函数的约束。但是除了这两个优点外，缺点也很明显。必须实现 Cloneable 接口；并且特别当一个类引用不支持串行化的间接对象，或者引用含有循环结构的时候，克隆的深度你就得通盘考虑了。

设计模式很多人都看过很多遍了，但是一到面试还是不会。原因就是使用的场景不熟悉，并且没有在正式的代码中使用过。

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