深拷贝和浅拷贝的区别及实现方式（死磕Java面试系列：深拷贝与浅拷贝的实现原理）

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
 

 

 

 

 

 

 

 

 
。

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; } } 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; } } 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 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  。

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; } } 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(); } } 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：

先把user对象转换成json字符串 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<User> userList = new ArrayList<>(); // 2. 创建深拷贝对象 List<User> userCopyList = new ArrayList<>(userList); } }

我是「一灯架构」

 

 

 

 

 

 

 

 

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，我们下期见