Java原型模式

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。

实现实例

我们将创建一个抽象类Shape和扩展Shape类的具体类。 在下一步中定义ShapeCache类，在Hashtable中存储形状（Shape）对象，并在请求时返回其克隆。

PrototypPatternDemo这是一个演示类，将使用ShapeCache类来获取一个Shape对象。实现结构图如下所示 -

第1步

创建一个实现Clonable接口的抽象类。

Shape.java

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;
   }
}

第2步

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

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.");
   }
}

第3步

创建一个类来获取具体的类，并将它们存储在Hashtable中。

ShapeCache.java

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);
   }
}

第4步

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

PrototypePatternDemo.java

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());        
   }
}

第5步

验证输出，执行上面的代码得到以下结果 -

Shape : Circle
Shape : Square
Shape : Rectangle