設計模式—建立型模式之原型模式

原型模式（Prototype Pattern）用於建立重複的物件，同時又能保證效能。

本體給外部提供一個克隆體進行使用。

比如我們做一個SjdwzMybatis，用來運算元據庫，從資料庫裡面查出很多記錄，其中很多記錄改變很少。每次查資料庫，把所有資料都封裝一個物件，然後返回。假設有很多執行緒，來查如下記錄：

Student student = new Student("張三","男")；

如果每次都建立物件封裝並返回，這樣系統就會有很多student；這樣就會浪費記憶體。

Student類如下：

public class Student {
    private String name;
    private Integer age;

    public Student() {
        System.out.println("建立了Student物件");
    }
    //省略getter() 、 setter() toString()
}

SjdwzMybatis如下：

public class SjdwzMybatis {

    /**
     * 通過name獲取Student
     */
    public Student queryStudent(String name){
        return queryStudentFromDB(name);
    }

    /**
     * 演示從資料庫查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) {
        //簡單演示，查詢到了
        System.out.println("從資料庫查詢到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        return student;
    }
}

測試類：

public class ProtoTypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        SjdwzMybatis sjdwzMybatis = new SjdwzMybatis();
        Student stu1 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu2 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu3 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
        Student stu4 = sjdwzMybatis.queryStudent("zhangsan");
    }
}

這樣會有大量具有相同屬性的student被外部建立，同時查庫次數過多。

我們是否能設計一個快取，來儲存查過的內容，再查相同的記錄時，可以很快拿到原來的原型物件呢？

那我們的SjdwzMybatis便變成了如下程式碼：

public class SjdwzMybatis {
	//快取
    private Map<String,Student> stuCache = new HashMap<>();

    /**
     * 通過name獲取Student
     */
    public Student queryStudent(String name){
        if(stuCache.containsKey(name)){
            return stuCache.get(name);
        }else{
            return queryStudentFromDB(name);
        }
    }

    /**
     * 演示從資料庫查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) {
        //簡單演示，查詢到了
        System.out.println("從資料庫查詢到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        //存入記憶體
        stuCache.put(name,student);
        return student;
    }
}

但是這是否會有問題呢？

如果我們把stu1的屬性改了，那麼stu2、stu3、stu4的屬性也會被改變，這會影響到我們快取裡的資料，造成髒快取資料；同時我們查出來的內容，並沒有提交修改，不能就把原資料給修改掉。

原型模式

我們把Student修改成如下程式碼，這便是原型模式：

//實現Cloneable介面，這只是一個標記，還需要重寫clone()方法
public class Student implements Cloneable{
    private String name;
    private Integer age;

    //重寫clone方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student();
        student.setName(this.name);
        student.setAge(this.age);
        return student;
    }
}

然後SjdwzMybatis修改為如下程式碼：

public class SjdwzMybatis {
    //快取
    private Map<String,Student> stuCache = new HashMap<>();

    /**
     * 通過name獲取Student
     */
    public Student queryStudent(String name) throws CloneNotSupportedException {
        if(stuCache.containsKey(name)){
            return (Student) stuCache.get(name).clone();
        }else{
            return queryStudentFromDB(name);
        }
    }

    /**
     * 演示從資料庫查Student
     */
    private Student queryStudentFromDB(String name) throws CloneNotSupportedException {
        //簡單演示，查詢到了
        System.out.println("從資料庫查詢到了:"+name);
        Student student = new Student();
        student.setName(name);
        student.setAge(16);
        //存入記憶體
        stuCache.put(name,(Student) student.clone());
        return student;
    }
}

從資料庫查出來放入快取的物件與從快取取出來的都是clone出來的。

可以看到，我們對stu1修改，並不會影響其他的資料了。