1. Java之原型模式（Prototype Pattern）
原型模式属于对象的创建模式。通过给出一个原型对象来指明所有创建的对象的类型，然后用复制这个原型对象的办法创建出更多同类型的对象。这就是选型模式的用意。
原型模式要求对象实现一个可以“克隆”自身的接口，这样就可以通过复制一个实例对象本身来创建一个新的实例。这样一来，通过原型实例创建新的对象，就不再需要关心这个实例本身的类型，只要实现了克隆自身的方法，就可以通过这个方法来获取新的对象，而无须再去通过new来创建。
原型模式有两种表现形式：（1）简单形式、（2）登记形式，这两种表现形式仅仅是原型模式的不同实现。
2. 原型模式（简单形式）
（1）
这种形式涉及到三个角色：
• 客户(Client)角色：客户类提出创建对象的请求。
• 抽象原型(Prototype)角色：这是一个抽象角色，通常由一个Java接口或Java抽象类实现。此角色给出所有的具体原型类所需的接口。
• 具体原型（Concrete Prototype）角色：被复制的对象。此角色需要实现抽象的原型角色所要求的接口。
（2）源代码示例：
抽象原型角色
1 public interface Prototype{ 2 /** 3 * 克隆自身的方法 4 * @return 一个从自身克隆出来的对象 5 */ 6 public Object clone(); 7 }
具体原型角色----ConretePrototype1
1 public class ConcretePrototype1 implements Prototype { 2 public Prototype clone(){ 3 //最简单的克隆，新建一个自身对象，由于没有属性就不再复制值了 4 Prototype prototype = new ConcretePrototype1(); 5 return prototype; 6 } 7 }
具体原型角色----ConretePrototype2
1 public class ConcretePrototype2 implements Prototype { 2 public Prototype clone(){ 3 //最简单的克隆，新建一个自身对象，由于没有属性就不再复制值了 4 Prototype prototype = new ConcretePrototype2(); 5 return prototype; 6 } 7 }
客户端角色
1 public class Client { 2 /** 3 * 持有需要使用的原型接口对象 4 */ 5 private Prototype prototype; 6 /** 7 * 构造方法，传入需要使用的原型接口对象 8 */ 9 public Client(Prototype prototype){ 10 this.prototype = prototype; 11 } 12 public void operation(Prototype example){ 13 //需要创建原型接口的对象 14 Prototype copyPrototype = prototype.clone(); 15 16 } 17 }
3. 原型模式（登记形式）
（1）
作为原型模式的第二种形式，它多了一个原型管理器(PrototypeManager)角色，该角色的作用是：创建具体原型类的对象，并记录每一个被创建的对象。
（2）源代码示例：
抽象原型角色
1 public interface Prototype{ 2 public Prototype clone(); 3 public String getName(); 4 public void setName(String name); 5 }
具体原型角色---ConcretePrototype1
1 public class ConcretePrototype1 implements Prototype { 2 private String name; 3 public Prototype clone(){ 4 ConcretePrototype1 prototype = new ConcretePrototype1(); 5 prototype.setName(this.name); 6 return prototype; 7 } 8 public String toString(){ 9 return "Now in Prototype1 , name = " + this.name; 10 } 11 @Override 12 public String getName() { 13 return name; 14 } 15 16 @Override 17 public void setName(String name) { 18 this.name = name; 19 } 20 }
具体原型角色---ConcretePrototype2
1 public class ConcretePrototype2 implements Prototype { 2 private String name; 3 public Prototype clone(){ 4 ConcretePrototype2 prototype = new ConcretePrototype2(); 5 prototype.setName(this.name); 6 return prototype; 7 } 8 public String toString(){ 9 return "Now in Prototype2 , name = " + this.name; 10 } 11 @Override 12 public String getName() { 13 return name; 14 } 15 16 @Override 17 public void setName(String name) { 18 this.name = name; 19 } 20 }
原型管理器角色保持一个聚集，作为对所有原型对象的登记，这个角色提供必要的方法，供外界增加新的原型对象和取得已经登记过的原型对象。
1 public class PrototypeManager { 2 /** 3 * 用来记录原型的编号和原型实例的对应关系 4 */ 5 private static Map<String,Prototype> map = new HashMap<String,Prototype>(); 6 /** 7 * 私有化构造方法，避免外部创建实例 8 */ 9 private PrototypeManager(){} 10 /** 11 * 向原型管理器里面添加或是修改某个原型注册 12 * @param prototypeId 原型编号 13 * @param prototype 原型实例 14 */ 15 public synchronized static void setPrototype(String prototypeId , Prototype prototype){ 16 map.put(prototypeId, prototype); 17 } 18 /** 19 * 从原型管理器里面删除某个原型注册 20 * @param prototypeId 原型编号 21 */ 22 public synchronized static void removePrototype(String prototypeId){ 23 map.remove(prototypeId); 24 } 25 /** 26 * 获取某个原型编号对应的原型实例 27 * @param prototypeId 原型编号 28 * @return 原型编号对应的原型实例 29 * @throws Exception 如果原型编号对应的实例不存在，则抛出异常 30 */ 31 public synchronized static Prototype getPrototype(String prototypeId) throws Exception{ 32 Prototype prototype = map.get(prototypeId); 33 if(prototype == null){ 34 throw new Exception("您希望获取的原型还没有注册或已被销毁"); 35 } 36 return prototype; 37 } 38 }
客户端角色
1 public class Client { 2 public static void main(String[]args){ 3 try{ 4 Prototype p1 = new ConcretePrototype1(); 5 PrototypeManager.setPrototype("p1", p1); 6 //获取原型来创建对象 7 Prototype p3 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone(); 8 p3.setName("张三"); 9 System.out.println("第一个实例：" + p3); 10 //有人动态的切换了实现 11 Prototype p2 = new ConcretePrototype2(); 12 PrototypeManager.setPrototype("p1", p2); 13 //重新获取原型来创建对象 14 Prototype p4 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone(); 15 p4.setName("李四"); 16 System.out.println("第二个实例：" + p4); 17 //有人注销了这个原型 18 PrototypeManager.removePrototype("p1"); 19 //再次获取原型来创建对象 20 Prototype p5 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone(); 21 p5.setName("王五"); 22 System.out.println("第三个实例：" + p5); 23 }catch(Exception e){ 24 e.printStackTrace(); 25 } 26 } 27 }
4. 两种形式的比较
简单形式和登记形式的原型模式各有其长处和短处。
如果需要创建的原型对象数目较少而且比较固定的话，可以采取第一种形式。在这种情况下，原型对象的引用可以由客户端自己保存。
如果要创建的原型对象数目不固定的话，可以采取第二种形式。在这种情况下，客户端不保存对原型对象的引用，这个任务被交给管理员对象。在复制一个原型对象之前，客户端可以查看管理员对象是否已经有一个满足要求的原型对象。如果有，可以直接从管理员类取得这个对象引用；如果没有，客户端就需要自行复制此原型对象。
5. 原型设计模式主要使用场景：
（1）类初始化需要消耗非常多的资源
（2）通过new 产生一个对象需要非常繁琐的数据准备或者访问权限
