问题

如何实现对象克隆？

答案

核心概念

Java 中对象克隆是指创建一个与原对象内容相同但独立的新对象。主要有两种方式：

• 浅克隆（Shallow Clone）：只复制对象本身和基本类型字段，引用类型字段仍指向原对象
• 深克隆（Deep Clone）：递归复制对象及其所有引用对象，完全独立

实现方式

1. 浅克隆：实现 Cloneable 接口

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;  // 引用类型

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();  // 调用 Object 的 clone() 方法
    }
}

// 使用示例
Person p1 = new Person("张三", 25, new Address("北京"));
Person p2 = (Person) p1.clone();

// 注意：p1.address 和 p2.address 指向同一个对象

关键点：

• 必须实现 Cloneable 接口（标记接口），否则抛出 CloneNotSupportedException
• 重写 clone() 方法，调用 super.clone()
• 浅克隆只复制对象的直接字段，引用类型字段共享

2. 深克隆：手动递归克隆

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        // 手动克隆引用类型字段
        cloned.address = (Address) this.address.clone();
        return cloned;
    }
}

public class Address implements Cloneable {
    private String city;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

3. 深克隆：序列化方式

import java.io.*;

public class Person implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;

    // 通过序列化实现深克隆
    public Person deepClone() {
        try {
            // 写入字节流
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);

            // 从字节流读取
            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Person) ois.readObject();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

优点：自动处理所有引用类型，无需手动递归 缺点：性能较低，所有类必须实现 Serializable

4. 深克隆：使用第三方库

// 使用 Apache Commons Lang
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;

Person p2 = SerializationUtils.clone(p1);

// 使用 JSON 库（如 Gson、Jackson）
Gson gson = new Gson();
String json = gson.toJson(p1);
Person p2 = gson.fromJson(json, Person.class);

对比总结

方式	实现难度	性能	适用场景
浅克隆	简单	高	对象无引用类型字段，或引用可共享
深克隆（手动）	中等	高	引用层级少，需要完全独立的对象
深克隆（序列化）	简单	低	引用层级复杂，性能要求不高
第三方库	简单	中	快速开发，依赖外部库

注意事项

1. Cloneable 接口的缺陷
   • 是标记接口，没有定义 clone() 方法
   • clone() 方法在 Object 中是 protected，需要手动重写为 public
   • 容易出错，建议使用拷贝构造函数或工厂方法
2. 线程安全
   • clone() 方法不是线程安全的，多线程环境需要额外同步
3. 推荐实践
   • 简单对象：使用拷贝构造函数
   • 复杂对象：使用序列化或第三方库
   • 避免过度使用 Cloneable，优先考虑不可变对象设计

面试总结

• 浅克隆：实现 Cloneable + 重写 clone()，引用类型共享
• 深克隆：手动递归克隆、序列化、第三方库
• 最佳实践：优先使用拷贝构造函数或工厂方法，避免 Cloneable 的设计缺陷