深拷贝与浅拷贝的关键区别在于是否复制对象内部的引用对象。1. 浅拷贝仅复制对象的非引用类型字段，引用类型字段则共享同一地址，修改一个对象的引用字段会影响其他对象；2. 深拷贝递归复制所有引用对象，生成完全独立的新对象，修改新对象不影响原对象。3. 实现深拷贝的方式包括手动递归复制、重写 clone() 方法、序列化与反序列化、使用第三方库等。4. 选择拷贝方式需根据场景决定：浅拷贝适用于引用对象不可变或需要共享的情况，深拷贝适用于需完全独立的场景。5. 实现深拷贝时需注意循环引用问题，可通过缓存已复制对象避免无限递归。6. 深拷贝性能开销较大，在高性能场景中应谨慎使用或采用优化策略。
深拷贝和浅拷贝，关键在于拷贝对象时，是否复制了对象内部的引用对象。浅拷贝只复制引用，深拷贝则会递归地复制所有引用对象，生成全新的独立对象。
深拷贝和浅拷贝的区别，本质上是对对象内部引用类型的处理方式不同。
浅拷贝的陷阱：共享的引用
浅拷贝，也叫影子拷贝，创建新对象时，只复制原始对象的非引用类型字段的值。对于引用类型字段，新对象只是复制了引用地址，这意味着新对象和原始对象共享同一个引用对象。修改其中一个对象的引用对象，另一个对象也会受到影响。例如：
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class Address {
String city;
public Address(String city) {
this.city = city;
}
public String getCity() {
return city;
}
public void setCity(String city) {
this.city = city;
}
}
class Person {
String name;
Address address;
public Person(String name, Address address) {
this.name = name;
this.address = address;
}
public String getName() {
return name;
}
public Address getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(Address address) {
this.address = address;
}
// 浅拷贝方法
public Person shallowCopy() {
return new Person(this.name, this.address);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Address address = new Address("Beijing");
Person person1 = new Person("Alice", address);
Person person2 = person1.shallowCopy();
// 修改 person2 的地址
person2.getAddress().setCity("Shanghai");
System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
}
}可以看到，修改person2的地址后，person1的地址也跟着改变了。这就是浅拷贝的副作用，多个对象共享同一个内部引用对象。
实现深拷贝的几种方式
深拷贝则会完全复制原始对象及其所有引用对象，生成一个全新的、完全独立的对象。修改新对象不会影响原始对象。实现深拷贝的方法有几种：
- 手动实现： 递归地复制每一个引用类型的字段。这是最直接但也是最繁琐的方式。
class Address implements Cloneable {
String city;
public Address(String city) {
this.city = city;
}
public String getCity() {
return city;
}
public void setCity(String city) {
this.city = city;
}
@Override
public Address clone() {
try {
return (Address) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
}
class Person implements Cloneable {
String name;
Address address;
public Person(String name, Address address) {
this.name = name;
this.address = address;
}
public String getName() {
return name;
}
public Address getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(Address address) {
this.address = address;
}
// 深拷贝方法
@Override
public Person clone() {
try {
Person cloned = (Person) super.clone();
cloned.address = this.address.clone(); // 关键：复制 Address 对象
return cloned;
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new AssertionError();
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Address address = new Address("Beijing");
Person person1 = new Person("Alice", address);
Person person2 = person1.clone();
// 修改 person2 的地址
person2.getAddress().setCity("Shanghai");
System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Beijing
System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
}
}使用
clone()方法： 让类实现Cloneable接口，并重写clone()方法。但需要注意，clone()方法默认是浅拷贝，需要手动实现深拷贝逻辑。上面的代码示例已经展示了如何使用clone()方法实现深拷贝。序列化和反序列化： 将对象序列化成字节流，再反序列化成新的对象。这种方式可以实现完全的深拷贝，但性能相对较低。需要类实现
Serializable接口。
import java.io.*;
class Address implements Serializable {
String city;
public Address(String city) {
this.city = city;
}
public String getCity() {
return city;
}
public void setCity(String city) {
this.city = city;
}
}
class Person implements Serializable {
String name;
Address address;
public Person(String name, Address address) {
this.name = name;
this.address = address;
}
public String getName() {
return name;
}
public Address getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(Address address) {
this.address = address;
}
// 深拷贝方法 (使用序列化)
public Person deepCopy() {
try {
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (Person) ois.readObject();
} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Address address = new Address("Beijing");
Person person1 = new Person("Alice", address);
Person person2 = person1.deepCopy();
// 修改 person2 的地址
person2.getAddress().setCity("Shanghai");
System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Beijing
System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
}
}-
使用第三方库： 如 Apache Commons Lang 的
SerializationUtils或 Jackson 等库，可以简化序列化和反序列化的过程。
何时使用深拷贝，何时使用浅拷贝？
选择深拷贝还是浅拷贝，取决于具体的应用场景和需求。
- 浅拷贝： 适用于对象内部的引用对象是不可变的（immutable），或者多个对象共享同一个引用对象是期望行为的场景。例如，字符串常量池中的字符串。
- 深拷贝： 适用于需要创建完全独立的副本，避免修改一个对象影响到其他对象的场景。例如，在多线程环境下，需要保证数据的独立性。
避免循环引用导致的深拷贝问题
在实现深拷贝时，需要特别注意循环引用的问题。如果对象之间存在循环引用，递归复制会导致无限循环，最终导致栈溢出。解决循环引用的方法是使用一个缓存来记录已经复制过的对象，避免重复复制。例如，可以使用 IdentityHashMap 来存储已经复制过的对象。
深拷贝的性能考量
深拷贝的性能开销通常比浅拷贝要大得多，因为它需要递归地复制所有引用对象。在对性能要求较高的场景下，需要谨慎使用深拷贝，或者考虑使用其他优化策略，例如写时复制（copy-on-write）。
