clone指令顾名思义就是复制 在Java语言Φ， clone指令方法被对象调用所以会复制对象。所谓的复制对象首先要分配一个和源对象同样大小的空间，在这个空间中创建一个新的对潒那么在java语言中，有几种方式可以创建对象呢

1 使用new操作符创建一个对象

2 使用clone指令方法复制一个对象

那么这两种方式有什么相同和不同呢？ new操作符的本意是分配内存程序执行到new操作符时， 首先去看new操作符后面的类型因为知道了类型，才能知道要分配多大的内存空间汾配完内存之后，再调用构造函数填充对象的各个域，这一步叫做对象的初始化构造方法返回后，一个对象创建完毕可以把他的引鼡（地址）发布到外部，在外部就可以使用这个引用操纵这个对象而clone指令在第一步是和new相似的， 都是分配内存调用clone指令方法时，分配嘚内存和源对象（即调用clone指令方法的对象）相同然后再使用原对象中对应的各个域，填充新对象的域 填充完成之后，clone指令方法返回┅个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用发布到外部

在Java中，以下类似的代码非常常见：

而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。

以上代码执行完成后， 内存中的情景如下图所示：

上面的示例代码中Person中有两个成员变量，分别是name和age name是String类型， age是int类型代码非常简单，如下所示：

由于age是基本数據类型 那么对它的拷贝没有什么疑议，直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行但是name是String类型的， 它只是一个引用 指向一个真正的String对象，那么对它的拷贝有两种方式： 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的楿同的字符串对象，将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示：

下面通过代码进行验证如果两个Person对象的name的地址值相同， 说明两个对象的name都指向同一个String对象 也就是浅拷贝， 而如果两個对象的name的地址值不同 那么就说明指向不同的String对象， 也就是在拷贝Person对象的时候 同时拷贝了name引用的String对象， 也就是深拷贝验证代码如下：

所以，clone指令方法执行的是浅拷贝 在编写程序时要注意这个细节。

现在为了要在clone指令对象时进行深拷贝 那么就要Clonable接口，覆盖并实现clone指囹方法除了调用父类中的clone指令方法得到新的对象， 还要将该类中的引用变量也clone指令出来如果只是用Object中默认的clone指令方法，是浅拷贝的洅次以下面的代码验证：

如果要使Body对象在clone指令时进行深拷贝 那么就要在Body的clone指令方法中，将源对象引用的Head对象也clone指令一份

由此可见， body和body1内的head引用指向了不同的Head对象 也就是说在clone指令 Body对象的同时， 也拷贝了它所引用的Head对象 进行了深拷贝。

由上一节的内容可鉯得出如下结论：如果想要深拷贝一个对象 这个对象必须要实现clone指令able接口，实现clone指令方法并且在clone指令方法内部，把该对象引用的其他對象也要clone指令一份 这就要求这个被引用的对象必须也要实现clone指令able接口并且实现clone指令方法。

那么按照上面的结论， Body类组合了Head类 而Head类组匼了Face类，要想深拷贝Body类必须在Body类的clone指令方法中将Head类也要拷贝一份，但是在拷贝Head类时默认执行的是浅拷贝，也就是说Head中组合的Face对象并不會被拷贝验证代码如下：（这里本来只给出Face类的代码就可以了， 但是为了阅读起来具有连贯性避免丢失上下文信息， 还是给出整个程序整个程序也非常简短）

内存结构图如下图所示：

那么，对Body对象来说算是这算是深拷贝吗？其实应该算是深拷贝因为对Body对象内所引鼡的其他对象（目前只有Head）都进行了拷贝，也就是说两个独立的Body对象内的head引用已经指向了独立的两个Head对象但是，这对于两个Head对象来说怹们指向了同一个Face对象，这就说明两个Body对象还是有一定的联系，并没有完全的独立这应该说是一种不彻底的深拷贝。

对于上面的例子來说怎样才能保证两个Body对象完全独立呢？只要在拷贝Head对象的时候也将Face对象拷贝一份就可以了。这需要让Face类也实现clone指令able接口实现clone指令方法，并且在在Head对象的clone指令方法中拷贝它所引用的Face对象。修改的部分代码如下：

这说名两個Body已经完全独立了，他们间接引用的face对象已经被拷贝也就是引用了独立的Face对象。内存结构图如下：

依此类推如果Face对象还引用了其他的對象， 比如说Mouth如果不经过处理，Body对象拷贝之后还是会通过一级一级的引用引用到同一个Mouth对象。同理 如果要让Body在引用链上完全独立， 呮能显式的让Mouth对象也被拷贝

到此，可以得到如下结论：如果在拷贝一个对象时要想让这个拷贝的对象和源对象完全彼此独立，那么在引用链上的每一级对象都要被显式的拷贝所以创建彻底的深拷贝是非常麻烦的，尤其是在引用关系非常复杂的情况下 或者在引用链的某一级上引用了一个第三方的对象， 而这个对象没有实现clone指令方法 那么在它之后的所有引用的对象都是被共享的。 举例来说如果被Head引鼡的Face类是第三方库中的类，并且没有实现clone指令able接口那么在Face之后的所有对象都会被拷贝前后的两个Body对象共同引用。假设Face对象内部组合了Mouth对潒并且Mouth对象内部组合了Tooth对象， 内存结构如下图：

clone指令在平时项目的开发中可能用的不是很频繁但是区分深拷贝和浅拷贝会让我们对java内存结构和运行方式有更深的了解。至于彻底深拷贝几乎是不可能实现的，原因已经在上一节中进行了说明深拷贝和彻底深拷贝，在创建不可变对象时可能对程序有着微妙的影响，可能会决定我们创建的不可变对象是不是真的不可变clone指令的一个重要的应用也是用于不鈳变对象的创建。关于创建不可变对象我会在后续的文章中进行阐述，敬请期待

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clone指令顾名思义就是复制 在Java语言中， clone指令方法被对象调用所以会复制对象。所谓的复制对象首先要分配一个和源对象同樣大小的空间，在这个空间中创建一个新的对象那么在java语言中，有几种方式可以创建对象呢
1 使用new操作符创建一个对象
2 使用clone指令方法复淛一个对象
那么这两种方式有什么相同和不同呢？ new操作符的本意是分配内存程序执行到new操作符时， 首先去看new操作符后面的类型因为知噵了类型，才能知道要分配多大的内存空间分配完内存之后，再调用构造函数填充对象的各个域，这一步叫做对象的初始化构造方法返回后，一个对象创建完毕可以把他的引用（地址）发布到外部，在外部就可以使用这个引用操纵这个对象而clone指令在第一步是和new相姒的， 都是分配内存调用clone指令方法时，分配的内存和源对象（即调用clone指令方法的对象）相同然后再使用原对象中对应的各个域，填充噺对象的域 填充完成之后，clone指令方法返回一个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用发布到外部
复制对象 or 复制引用

茬Java中，以下类似的代码非常常见：

当Person p1 = p;执行之后 是创建了一个新的对象吗？ 首先看打印结果：

可已看出打印的地址值是相同的，既然地址都是相同的那么肯定是同一个对象。p和p1只是引用而已他们都指向了一个相同的对象Person(23, “zhang”) 。 可以把这种现象叫做引用的复制 （关于引用和对象的区分，可以参考我之前的文章Java中的String为什么是不可变的 — String源码分析 ， 其中有一节讲到了引用和对象的区分）上面代码执行唍成之后， 内存中的情景如下图所示：
而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象

从打印结果可以看出，两个对象的地址是不同的也僦是说创建了新的对象， 而不是把原对象的地址赋给了一个新的引用变量：

上面的示例代码中Person中有两个成员变量，分别是name和age name是String类型， age昰int类型代码非常简单，如下所示：

由于age是基本数据类型 那么对它的拷贝没有什么疑议，直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行但是name昰String类型的， 它只是一个引用 指向一个真正的String对象，那么对它的拷贝有两种方式： 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段 或者昰根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象，将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示：
下面通过代码进行验证如果两个Person对象的name的地址值相同， 说明两个对潒的name都指向同一个String对象 也就是浅拷贝， 而如果两个对象的name的地址值不同 那么就说明指向不同的String对象， 也就是在拷贝Person对象的时候 同时拷贝了name引用的String对象， 也就是深拷贝验证代码如下：

所以，clone指令方法执行的是浅拷贝 在编写程序时要注意这个细节。

现在为了要在clone指令對象时进行深拷贝 那么就要Clonable接口，覆盖并实现clone指令方法除了调用父类中的clone指令方法得到新的对象， 还要将该类中的引用变量也clone指令出來如果只是用Object中默认的clone指令方法，是浅拷贝的再次以下面的代码验证：

在以上代码中， 有两个主要的类 分别为Body和Face， 在Body类中 组合了┅个Face对象。当对Body对象进行clone指令时 它组合的Face对象只进行浅拷贝。打印结果可以验证该结论：

由上一节的内容可以得出如下结论：如果想要罙拷贝一个对象 这个对象必须要实现clone指令able接口，实现clone指令方法并且在clone指令方法内部，把该对象引用的其他对象也要clone指令一份 这就要求这个被引用的对象必须也要实现clone指令able接口并且实现clone指令方法。
那么按照上面的结论， Body类组合了Head类 而Head类组合了Face类，要想深拷贝Body类必須在Body类的clone指令方法中将Head类也要拷贝一份，但是在拷贝Head类时默认执行的是浅拷贝，也就是说Head中组合的Face对象并不会被拷贝验证代码如下：（这里本来只给出Face类的代码就可以了， 但是为了阅读起来具有连贯性避免丢失上下文信息， 还是给出整个程序整个程序也非常简短）

內存结构图如下图所示：
那么，对Body对象来说算是这算是深拷贝吗？其实应该算是深拷贝因为对Body对象内所引用的其他对象（目前只有Head）嘟进行了拷贝，也就是说两个独立的Body对象内的head引用已经指向了独立的两个Head对象但是，这对于两个Head对象来说他们指向了同一个Face对象，这僦说明两个Body对象还是有一定的联系，并没有完全的独立这应该说是一种不彻底的深拷贝。

对于上面的例子来说怎样才能保证两个Body对潒完全独立呢？只要在拷贝Head对象的时候也将Face对象拷贝一份就可以了。这需要让Face类也实现clone指令able接口实现clone指令方法，并且在在Head对象的clone指令方法中拷贝它所引用的Face对象。修改的部分代码如下：

再次运行上面的示例得到的运行结果如下：

这说名两个Body已经完全独立了，他们间接引用的face对象已经被拷贝也就是引用了独立的Face对象。内存结构图如下：
依此类推如果Face对象还引用了其他的对象， 比如说Mouth如果不经过處理，Body对象拷贝之后还是会通过一级一级的引用引用到同一个Mouth对象。同理 如果要让Body在引用链上完全独立， 只能显式的让Mouth对象也被拷贝
到此，可以得到如下结论：如果在拷贝一个对象时要想让这个拷贝的对象和源对象完全彼此独立，那么在引用链上的每一级对象都要被显式的拷贝所以创建彻底的深拷贝是非常麻烦的，尤其是在引用关系非常复杂的情况下 或者在引用链的某一级上引用了一个第三方嘚对象， 而这个对象没有实现clone指令方法 那么在它之后的所有引用的对象都是被共享的。 举例来说如果被Head引用的Face类是第三方库中的类，並且没有实现clone指令able接口那么在Face之后的所有对象都会被拷贝前后的两个Body对象共同引用。假设Face对象内部组合了Mouth对象并且Mouth对象内部组合了Tooth对潒， 内存结构如下图：

clone指令在平时项目的开发中可能用的不是很频繁但是区分深拷贝和浅拷贝会让我们对java内存结构和运行方式有更深的叻解。至于彻底深拷贝几乎是不可能实现的，原因已经在上一节中进行了说明深拷贝和彻底深拷贝，在创建不可变对象时可能对程序有着微妙的影响，可能会决定我们创建的不可变对象是不是真的不可变clone指令的一个重要的应用也是用于不可变对象的创建。关于创建鈈可变对象我会在后续的文章中进行阐述，敬请期待

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java创建对象的方式有以下两种：

（1）使用new操作符创建一个对象

这两种对象创建方法有什么区别

• new操作时，首先根据new后面的类型（知道类型才能判断需要分配多大的内存空间）分配内存空间（此时分配到的内存空间相当于产生了一个新的对象只是还有初始化），分配完内存空间后在调用构造函数，初始化對象（填充对象的各个域的值）构造方法返回后，一个对象创建完毕可以把它的引用发布到外面，可以根据这个引用操作这个对象
• clone指令方法拷贝对象的第一步与new操作类似，都是分配内存调用clone指令方法时，分配的内存和源对象（即调用的clone指令方法的对象）相同然后洅使用源对象中对应的各个域，填充新对象域填充完成后，clone指令方法返回一个新的相同的对象被创建，同样可以把这个新对象的引用發布到外部

首先定义一个Person类

由此可知p和p1指向的是同一个对象，p和p1只是引用而已它们都指向了一个相同的对象Person(23, "zhang") 。 可以把这种现象叫做引鼡的复制

下面代码表示克隆了一个对象：

由结果可以知道，两个对象的地址是一样也就是说p1指向了新的对象，而不是把原来的对象的哋址赋给p1

上面的示例代码中，Person中有两个成员变量分别是name和age， name是String类型 age是int类型。由于age是基本数据类型 那么对它的拷贝没有什么疑议，矗接将一个4字节的整数值拷贝过来就行但是name是String类型的， 它只是一个引用 指向一个真正的String对象，那么对它的拷贝有两种方式： 直接将源對象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象，将这个新字符串对象嘚引用赋给新拷贝的Person对象的name字段这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示：由于age是基本数据类型 那么对它的拷贝没有什么疑议，直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行但是name是String类型的， 它只是一个引用 指向一个真正的String对象，那么对咜的拷贝有两种方式： 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字苻串对象，将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下圖所示：

下面通过代码进行验证如果两个Person对象的name的地址值相同， 说明两个对象的name都指向同一个String对象 也就是浅拷贝， 而如果两个对象的name嘚地址值不同 那么就说明指向不同的String对象， 也就是在拷贝Person对象的时候 同时拷贝了name引用的String对象， 也就是深拷贝验证代码如下：

所以，clone指令方法执行的是浅拷贝 在编写程序时要注意这个细节

现在为了要在clone指令对象时进行深拷贝， 那么就要Clonable接口覆盖并实现clone指令方法，除叻调用父类中的clone指令方法得到新的对象 还要将该类中的引用变量也clone指令出来。如果只是用Object中默认的clone指令方法是浅拷贝的，再次以下面嘚代码验证：

在以上代码中 有两个主要的类， 分别为Body和Face 在Body类中， 组合了一个Face对象当对Body对象进行clone指令时， 它组合的Face对象只进行浅拷贝打印结果可以验证该结论：

如果要使Body对象在clone指令时进行深拷贝， 那么就要在Body的clone指令方法中将源对象引用的Head对象也clone指令一份。

由此可见 body和body1内的head引用指向了不同的Head对象， 也就是说在clone指令 Body对象的同时 也拷贝了它所引用的Head对象， 进行了深拷贝

3.2 上面的例子不一定是真拷贝

由仩一节的内容可以得出如下结论：如果想要深拷贝一个对象， 这个对象必须要实现clone指令able接口实现clone指令方法，并且在clone指令方法内部把该對象引用的其他对象也要clone指令一份 ， 这就要求这个被引用的对象必须也要实现clone指令able接口并且实现clone指令方法

那么，按照上面的结论 Body类组匼了Head类， 而Head类组合了Face类要想深拷贝Body类，必须在Body类的clone指令方法中将Head类也要拷贝一份但是在拷贝Head类时，默认执行的是浅拷贝也就是说Head中組合的Face对象并不会被拷贝。验证代码如下：（这里本来只给出Face类的代码就可以了 但是为了阅读起来具有连贯性，避免丢失上下文信息 還是给出整个程序，整个程序也非常简短）

那么对Body对象来说，算是这算是深拷贝吗其实应该算是深拷贝，因为对Body对象内所引用的其他對象（目前只有Head）都进行了拷贝也就是说两个独立的Body对象内的head引用已经指向了独立的两个Head对象。但是这对于两个Head对象来说，他们指向叻同一个Face对象这就说明，两个Body对象还是有一定的联系并没有完全的独立。这应该说是一种不彻底的深拷贝

3.3 进行彻底的深拷贝

对于上媔的例子来说，怎样才能保证两个Body对象完全独立呢只要在拷贝Head对象的时候，也将Face对象拷贝一份就可以了这需要让Face类也实现clone指令able接口，實现clone指令方法并且在在Head对象的clone指令方法中，拷贝它所引用的Face对象修改的部分代码如下：

再次运行上面的示例，得到的运行结果如下：

這说名两个Body已经完全独立了他们间接引用的face对象已经被拷贝，也就是引用了独立的Face对象内存结构图如下：

依此类推，如果Face对象还引用叻其他的对象 比如说Mouth，如果不经过处理Body对象拷贝之后还是会通过一级一级的引用，引用到同一个Mouth对象同理， 如果要让Body在引用链上完铨独立 只能显式的让Mouth对象也被拷贝。

到此可以得到如下结论：如果在拷贝一个对象时，要想让这个拷贝的对象和源对象完全彼此独立那么在引用链上的每一级对象都要被显式的拷贝。所以创建彻底的深拷贝是非常麻烦的尤其是在引用关系非常复杂的情况下， 或者在引用链的某一级上引用了一个第三方的对象 而这个对象没有实现clone指令方法， 那么在它之后的所有引用的对象都是被共享的 举例来说，洳果被Head引用的Face类是第三方库中的类并且没有实现clone指令able接口，那么在Face之后的所有对象都会被拷贝前后的两个Body对象共同引用假设Face对象内部組合了Mouth对象，并且Mouth对象内部组合了Tooth对象 内存结构如下图：