Java原型模式

1 Java原型模式的介绍

原型模式指在创建重复对象的同时保持性能。 这种类型的设计模式属于创建模式，因为此模式提供了创建对象的最佳方法之一。

这个模式涉及实现一个原型接口，它只创建当前对象的克隆。有时直接创建对象时使用这种模式是昂贵的。例如，在昂贵的数据库操作之后创建对象。因此我们可以缓存对象，在下一个请求时返回其克隆，并在需要时更新数据库，从而减少数据库调用。

2 Java原型模式的好处

原型模式的主要优点如下：

• 它减少了子分类的需要。
• 它隐藏了创建对象的复杂性。
• 客户可以在不知道对象是哪种类型的情况下获取新对象。
• 它使您可以在运行时添加或删除对象。

3 Java原型模式的用法

• 在运行时实例化类时。
• 当创建对象的成本昂贵或复杂时。
• 当您希望使应用程序中的类数保持最少时。
• 当客户端应用程序不需要知道对象的创建和表示时。

4 Java原型模式的UML

5 Java原型模式的案例

5.1 创建一个实现Clonable接口的抽象类

Shape.java：

/**
 * 一点教程网： http://www.yiidian.com
 */
public abstract class Shape implements Cloneable {

   private String id;
   protected String type;

   abstract void draw();

   public String getType(){
      return type;
   }

   public String getId() {
      return id;
   }

   public void setId(String id) {
      this.id = id;
   }

   public Object clone() {
      Object clone = null;

      try {
         clone = super.clone();

      } catch (CloneNotSupportedException e) {
         e.printStackTrace();
      }

      return clone;
   }
}

5.2 创建扩展上述类的具体类

Rectangle.java：

public class Rectangle extends Shape {

   public Rectangle(){
     type = "Rectangle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

Square.java：

/**
 * 一点教程网： http://www.yiidian.com
 */
public class Square extends Shape {

   public Square(){
     type = "Square";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

Circle.java：

public class Circle extends Shape {

   public Circle(){
     type = "Circle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

5.3 创建一个类来获取具体的类，并将它们存储在Hashtable中

ShapeCache.java：

/**
 * 一点教程网： http://www.yiidian.com
 */
import java.util.Hashtable;

public class ShapeCache {

   private static Hashtable<String, Shape> shapeMap  = new Hashtable<String, Shape>();

   public static Shape getShape(String shapeId) {
      Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
      return (Shape) cachedShape.clone();
   }

   // for each shape run database query and create shape
   // shapeMap.put(shapeKey, shape);
   // for example, we are adding three shapes

   public static void loadCache() {
      Circle circle = new Circle();
      circle.setId("1");
      shapeMap.put(circle.getId(),circle);

      Square square = new Square();
      square.setId("2");
      shapeMap.put(square.getId(),square);

      Rectangle rectangle = new Rectangle();
      rectangle.setId("3");
      shapeMap.put(rectangle.getId(), rectangle);
   }
}

5.4 使用ShapeCache类来获取存储在Hashtable中的形状（shape）的克隆

PrototypePatternDemo.java：

/**
 * 一点教程网： http://www.yiidian.com
 */
public class PrototypePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      ShapeCache.loadCache();

      Shape clonedShape = (Shape) ShapeCache.getShape("1");
      System.out.println("Shape : " + clonedShape.getType());        

      Shape clonedShape2 = (Shape) ShapeCache.getShape("2");
      System.out.println("Shape : " + clonedShape2.getType());        

      Shape clonedShape3 = (Shape) ShapeCache.getShape("3");
      System.out.println("Shape : " + clonedShape3.getType());        
   }
}

5.5 验证输出

Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle