深入理解Java浅拷贝与深拷贝

浅拷贝和深拷贝是 Java 初中级面试中经常会被问到的一个问题，两个就像是兄弟俩，一个调皮一个乖巧，现在让我们一起来探索它们的奇妙之处！4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

特别说明：不论是浅拷贝还是深拷贝，都可以使用Object类的clone方法来实现，代码如下：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

注意:clone()方法也是一个本地方法，具体实现交给虚拟机，也就是说虚拟机在运行给方法时，就会变成搞笑的C/C++代码。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

1. 浅拷贝

先让我们来了解一下浅拷贝。它就像是我们上学时抄了学霸一份作业，但结果可能让人出乎意料。为了演示这一点，我们创建了一个名为Student的类，这个学生有一个名为“name”的字符串字段和一个名为“age”的整数字段。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Student implements  Cloneable{    private int age;    private String name;    public Student(int age, String name) {        this.age = age;        this.name = name;    }    public int getAge() {        return age;    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;    }    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) + "{" +                "age=" + age +                ", name='" + name + '/'' +                '}';    }    @Override    public   Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}

接着，我们来进行测试。假设我们有一个名叫“springboot葵花宝典”的Student对象，并进行了浅拷贝。结果出来了！让我们看看会发生什么。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class CloneTest {    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        Student student1 = new Student(18,"springboot葵花宝典");        Student student2 = (Student) student1.clone();        System.out.println("浅拷贝后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);        student2.setName("zbbmeta");        System.out.println("调整了Student2 的 name  后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);    }}

测试结果如下：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

浅拷贝后：Student1：Student@4cb2c100{age=18, name='springboot葵花宝典'}Student2：Student@39fb3ab6{age=18, name='springboot葵花宝典'}调整了Student2 的 name  后：Student1：Student@4cb2c100{age=18, name='springboot葵花宝典'}Student2：Student@39fb3ab6{age=18, name='zbbmeta'}

浅拷贝后，Student1 和 Student1 引用不同对象，但值是相同的，说明拷贝成功。之后，修改了 Student2 的 name 字段,student2的name和student1的name值不同。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

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注意:一个类没有实现 Cloneable 接口，即便它重写了 clone() 方法，依然是无法调用该方法进行对象克隆的，会抛出异常CloneNotSupportedException。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

Exception in thread "main" java.lang.CloneNotSupportedException: com.zbbmeta.entity.Student

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思考:前面Student只有两个基本类型，没有引用类型，如果给Student添加一个自定义Book引用类型，浅拷贝会是什么结果?4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Book {    private String bookName;    private int price;    public Book(String bookName, int price) {        this.bookName = bookName;        this.price = price;    }    //...   省略getter/setter 方法      @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " bookName='" + bookName + '/'' +                ", price=" + price +                '}';    }}

重新编写Studnet类：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Student implements  Cloneable{    private int age;    private String name;    private Book book;    public Student(int age, String name, Book book) {        this.age = age;        this.name = name;        this.book = book;    }   //...   省略getter/setter 方法    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " age=" + age +                ", name='" + name + '/'' +                ", book=" + book +                '}';    }    @Override    public   Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}

比之前的例子多了一个自定义类型的字段 book，clone() 方法并没有任何改变。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

测试类修改内容如下：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {        Student student1 = new Student(18,"springboot葵花宝典");        Book book1 = new Book("springboot入门到精通",90);        student1.setBook(book1);        Student student2 = (Student) student1.clone();        System.out.println("浅拷贝后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);        Book book2 = student2.getBook();        book2.setBookName("K8S实战");        book2.setPrice(70);        System.out.println("调整了Student2 的 book  后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);    }

输出结果如下：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

浅拷贝后：Student1：Student@6fb554cc age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='springboot入门到精通', price=90}}Student2：Student@3a82f6ef age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='springboot入门到精通', price=90}}调整了Student2 的 book  后：Student1：Student@6fb554cc age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='K8S实战', price=70}}Student2：Student@3a82f6ef age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='K8S实战', price=70}}

student2.book 变更后，student1.book 也发生了改变。这是因为name字符串 String 是不可变对象，一个新的值必须在字符串常量池中开辟一段新的内存空间，而Book是自定义对象的内存地址并没有发生改变，只是对应的字段值发生了改变。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

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总结：浅拷贝是创建一个新的对象，这个对象有着对原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本数据类型，拷贝的就是基本数据类型的值；如果属性是引用数据类型，拷贝的就是内存地址，所以如果其中一个对象改变了引用类型的数据，就会影响另一个对象。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

2. 深拷贝

深拷贝和浅拷贝不同的，深拷贝中的引用类型字段也会克隆一份，当改变任何一个对象，另外一个对象不会随之改变。例子如下:4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Book implements Cloneable{    private String bookName;    private int price;    public Book(String bookName, int price) {        this.bookName = bookName;        this.price = price;    } //...   省略getter/setter 方法    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " bookName='" + bookName + '/'' +                ", price=" + price +                '}';    }    @Override    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {        return super.clone();    }}

注意：此时的 Book 类和浅拷贝时不同，重写了 clone() 方法，并实现了 Cloneable 接口。为的就是深拷贝的时候也能够克隆该字段。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

重新编写Studnet类：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Student implements  Cloneable{    private int age;    private String name;    private Book book;    public Student(int age, String name, Book book) {        this.age = age;        this.name = name;        this.book = book;    }   //...   省略getter/setter 方法    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " age=" + age +                ", name='" + name + '/'' +                ", book=" + book +                '}';    }    @Override    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {        Student student = (Student) super.clone();        student.setBook((Book) student.getBook().clone());        return student;    }}

注意，此时 Student 类也与之前的不同，clone() 方法当中，不再只调用 Object 的 clone() 方法对 Student 进行克隆了，还对 Book 也进行了克隆。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

测试结果如下:4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

浅拷贝后：Student1：Student@6fb554cc age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='springboot入门到精通', price=90}}Student2：Student@3a82f6ef age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@100fc185 bookName='springboot入门到精通', price=90}}调整了Student2 的 book  后：Student1：Student@6fb554cc age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@3c09711b bookName='springboot入门到精通', price=90}}Student2：Student@3a82f6ef age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@100fc185 bookName='K8S实战', price=70}}

发现: 不仅student1 和 student2 对象不同，它们中的 book 对象不同。所以，改变了 student2 中的 book 并不会影响到 student1。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

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思考：嵌套的对象比较多的时,每一个类都需要重写clone()方法，这样拷贝起来就比较麻烦，那么有没有别的方法实现深拷贝。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

利用序列化，序列化是将对象写到流中便于传输，而反序列化则是将对象从流中读取出来。写入流中的对象就是对原始对象的拷贝。需要注意的是，每个要序列化的类都要实现 Serializable 接口，该接口和 Cloneable 接口类似，都是标记型接口。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Book implements Cloneable{    private String bookName;    private int price;    public Book(String bookName, int price) {        this.bookName = bookName;        this.price = price;    } //...   省略getter/setter 方法    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " bookName='" + bookName + '/'' +                ", price=" + price +                '}';    }}

注意:Book 需要实现 Serializable 接口。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

重新编写Studnet类：4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public class Student implements  Cloneable{    private int age;    private String name;    private Book book;    public Student(int age, String name, Book book) {        this.age = age;        this.name = name;        this.book = book;    }   //...   省略getter/setter 方法    @Override    public String toString() {        return super.toString().substring(19) +                " age=" + age +                ", name='" + name + '/'' +                ", book=" + book +                '}';    }    //深度拷贝    public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {        // 序列化        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);        oos.writeObject(this);        // 反序列化        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);        return ois.readObject();    }}

注意：Student 类实现 Serializable 接口，并且在该类中，增加了一个 deepClone() 的方法，利用 OutputStream 进行序列化，InputStream 进行反序列化，这样就实现了深拷贝。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

public static void main(String[] args) throws  IOException, ClassNotFoundException {        Student student1 = new Student(18,"springboot葵花宝典");        Book book1 = new Book("springboot入门到精通",90);        student1.setBook(book1);        Student student2 = (Student) student1.deepClone();        System.out.println("浅拷贝后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);        Book book2 = student2.getBook();        book2.setBookName("K8S实战");        book2.setPrice(70);        System.out.println("调整了Student2 的 book  后：");        System.out.println("Student1：" + student1);        System.out.println("Student2：" + student2);    }

与之前测试类不同的是，调用了 deepClone() 方法。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

测试结果如下:4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

浅拷贝后：Student1：Student@5dfcfece age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@5d5eef3d bookName='springboot入门到精通', price=90}}Student2：Student@5a8e6209 age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@4b4523f8 bookName='springboot入门到精通', price=90}}调整了Student2 的 book  后：Student1：Student@5dfcfece age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@5d5eef3d bookName='springboot入门到精通', price=90}}Student2：Student@5a8e6209 age=18, name='springboot葵花宝典', book=Book@4b4523f8 bookName='K8S实战', price=70}}

测试结果和之前用 clone() 方法实现的深拷贝类似。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

特别说明：序列化涉及到输入流和输出流的读写，在性能上要比  虚拟机实现的 clone() 方法差很多。4CT28资讯网——每日最新资讯28at.com

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