java的多种实体拷贝方式与实战

2024-03-12 10:41:10 浏览数 (1)

Java 中的实体拷贝，通常指的是将一个对象的属性值复制到另一个对象的过程。实体拷贝可以是浅拷贝（Shallow Copy）或深拷贝（Deep Copy）。浅拷贝仅复制对象的引用，而不复制引用的对象本身；深拷贝则会复制对象以及对象内部引用的所有对象。实现实体拷贝的方法有多种，包括直接赋值、使用克隆方法、通过序列化/反序列化，以及利用反射或第三方库。下面详细介绍这些实现原理：

直接赋值

最直接的拷贝方式是通过手动赋值，即对源对象的每个属性，显式调用其 getter 方法，并将得到的值通过目标对象的 setter 方法设置进去。这种方式简单直观，但在属性较多或对象结构复杂时，代码量大，容易出错。

使用克隆方法

Java 提供了一个 Cloneable 接口，类通过实现这个接口并重写 Object 类的 clone() 方法，可以实现自我复制的能力。根据 clone() 方法的实现不同，可以做到浅拷贝或深拷贝。但是，这种方式需要手动处理每个需要深拷贝的属性，容易出错且不够灵活。

通过序列化/反序列化

这种方式通过将对象序列化为字节流，然后再从字节流中反序列化出一个新对象，实现完全的深拷贝。这要求对象及其内部所有引用到的对象都实现 Serializable 接口。虽然这种方式可以一次性完成深拷贝，但性能相对较低，且需要处理序列化过程中可能抛出的异常。

利用反射

通过 Java 反射机制，可以在运行时动态获取对象的类信息和属性信息，然后动态读取属性值并设置到另一个对象中。这种方式不需要对象实现特定接口或方法，较为灵活。但反射操作的性能较低，且需要处理安全性和访问控制等问题。

第三方库

许多第三方库，如 Apache Commons BeanUtils、Spring BeanUtils、ModelMapper、MapStruct 等，提供了更高级、更灵活的拷贝功能。这些库通常内部使用反射机制，但对外提供了简洁的 API，并解决了性能、类型转换、深拷贝等常见问题。使用这些库可以大大减少手动编码的工作量，提高开发效率。

总的来说，实体拷贝的实现原理涉及直接属性赋值、对象克隆、序列化/反序列化、反射等技术。选择哪种方式取决于具体需求、对象的复杂性、性能要求以及是否愿意引入外部依赖。在实践中，为了平衡开发效率和性能，开发者通常倾向于使用成熟的第三方库来实现实体拷贝。

BeanUtils.copyProperties

方法是 Apache Commons BeanUtils 库提供的一个工具方法，它能够将一个 Java Bean 对象的属性拷贝到另一个 Java Bean 对象中。这个方法的使用广泛，特别是在需要将对象之间进行数据转换的场景中非常有用，比如从数据库实体转换到传输对象（DTO）。

优点

  1. 简便性：使用 BeanUtils.copyProperties 方法可以极大简化代码，避免了手动为每个属性编写 get 和 set 调用的繁琐过程。
  2. 灵活性：它不要求源对象和目标对象的类相同，只要它们具有相同名称和兼容类型的属性，就可以进行属性拷贝。
  3. 反射机制：该方法通过 Java 反射机制实现，因此可以动态地处理对象，增加了编码的灵活性。
  4. 扩展性：Apache Commons BeanUtils 库提供了许多工具方法，不仅限于属性复制，还包括动态查询和设置属性、对嵌套属性进行操作等功能。

缺点

  1. 性能问题：由于 BeanUtils.copyProperties 方法内部使用了反射机制，其性能相较于直接的 get 和 set 方法调用要慢。在性能敏感的应用中，这可能成为一个问题。
  2. 类型安全性：BeanUtils.copyProperties 在运行时才进行属性拷贝，编译器不会检查类型兼容性。如果源对象和目标对象的属性类型不匹配，将在运行时抛出异常。
  3. 异常处理：使用反射操作时，可能会抛出反射相关的异常，如 InvocationTargetException、IllegalAccessException 等，需要额外处理这些异常。
  4. 依赖性：使用 BeanUtils.copyProperties 需要依赖 Apache Commons BeanUtils 库，这意味着项目需要引入这个外部依赖。

综合来看，BeanUtils.copyProperties 是一个非常方便的工具方法，可以减少编码工作量，提高开发效率。但是，在决定使用它时，需要权衡其带来的便利性和潜在的性能影响，特别是在处理大量数据或在性能敏感的场景中。在这些情况下，可能需要考虑直接使用 get/set 方法或者寻找其他的属性拷贝库（如 ModelMapper、MapStruct 等）作为替代。

ModelMapper

是一个强大而灵活的 Java 库，用于对象映射。它自动处理对象之间不同类的属性映射，这使得开发者能够轻松地将一个对象的属性复制到另一个对象，即使这两个对象的属性名称和类型不完全匹配。ModelMapper 通过智能匹配策略，减少了手动映射的需要，从而提高了开发效率。以下是使用 ModelMapper 的一些优点和潜在缺点：

优点

  1. 减少样板代码：自动映射属性减少了大量的手动编码工作，例如不需要为每个属性编写 get 和 set 调用。
  2. 灵活性：ModelMapper 提供了各种配置选项，包括严格的匹配策略、自定义类型映射、条件映射等，以适应复杂的映射需求。
  3. 类型安全：相比使用反射直接操作属性的库（如 Apache Commons BeanUtils），ModelMapper 在编译时提供更好的类型安全性，减少了运行时错误。
  4. 支持复杂映射：ModelMapper 能够处理更复杂的映射场景，比如嵌套对象、集合到集合的映射等。

缺点

  1. 性能开销：虽然 ModelMapper 减少了手动编码的需要，但自动映射的过程中会产生一定的性能开销。在性能敏感的应用中，这可能成为一个考虑因素。
  2. 学习曲线：虽然基本使用较为简单，但为了充分利用 ModelMapper 提供的高级功能和配置选项，开发者需要花时间学习其 API 和使用方法。
  3. 初始配置成本：对于一些复杂的映射需求，可能需要进行相对繁琐的配置工作来确保正确的映射行为。

使用示例

以下是一个简单的使用 ModelMapper 进行对象拷贝的示例：

首先，添加 ModelMapper 的依赖到项目中（以 Maven 为例）：

xml复制代码

代码语言：javascript复制
<dependency>
    <groupId>org.modelmappergroupId>
    <artifactId>modelmapperartifactId>
    <version>2.3.8version>
dependency>

然后，假设有两个类，一个是实体类 User，另一个是传输对象 UserDTO，可以使用 ModelMapper 将 User 的实例属性拷贝到 UserDTO 的实例中：

java复制代码

代码语言：javascript复制
import org.modelmapper.ModelMapper;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ModelMapper modelMapper = new ModelMapper();
        User user = new User("John Doe", 30);
        UserDTO userDTO = modelMapper.map(user, UserDTO.class);
        System.out.println(userDTO.getName()   ", "   userDTO.getAge());
    }
}

class User {
    private String name;
    private int age;
    // Constructors, getters and setters
}

class UserDTO {
    private String name;
    private int age;
    // Constructors, getters and setters
}

ModelMapper 是对象映射领域中的一个强大工具，适用于许多需要对象转换的场景，特别是在构建分层架构的应用程序（如 MVC 应用）时，能够有效地将数据库实体转换为 DTO 或视图模型。

深度拷贝（Deep Copy)的三种方式

在 Java 中，深度拷贝（Deep Copy）意味着不仅仅复制对象的引用，还要复制对象本身和对象内部的所有对象。对于 List 集合的深度拷贝，我们需要确保集合内的每一个对象都被复制了一份新的实例。以下是实现 List 集合深度拷贝的几种方法：

1. 通过序列化和反序列化

这种方法要求集合中的对象以及对象内部所有引用到的其他对象都实现了 Serializable 接口。

java复制代码

代码语言：javascript复制
import java.io.*;

public class DeepCopy {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static  List deepCopy(List list) {
        try {
            ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(byteOut);
            out.writeObject(list);

            ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(byteIn);
            return (List) in.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

这种方法简单但效率不是特别高，适合于没有复杂引用或者大小较小的集合。

2. 使用第三方库

例如使用 Apache Commons Lang 提供的 SerializationUtils 类（需要添加 Apache Commons Lang 依赖）。

java复制代码

代码语言：javascript复制
import org.apache.commons.lang3.SerializationUtils;

// 假设你的List里面存的是SomeClass的实例
List original = new ArrayList<>();
List copied = SerializationUtils.clone((Serializable) original);

此方法同样基于序列化机制，使用起来更为简便。

3. 手动实现深度拷贝

这要求你明确知道集合中每个对象的结构以及如何复制这些对象。

java复制代码

代码语言：javascript复制
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ManualDeepCopy {

    public static List deepCopy(List originalList) {
        List copiedList = new ArrayList<>();
        for (SomeClass item : originalList) {
            // 假设SomeClass已经实现了它自己的深拷贝逻辑
            SomeClass copiedItem = item.deepCopy();
            copiedList.add(copiedItem);
        }
        return copiedList;
    }
}

在这个例子中，SomeClass 需要有一个方法来实现自己的深拷贝逻辑，比如一个复制构造函数或者一个返回对象副本的方法。

选择哪种方法？

  • 如果对象结构简单，且不关心性能，可以选择序列化的方法。
  • 如果对象结构复杂，或者需要高性能的拷贝，建议手动实现深拷贝逻辑。
  • 第三方库方法提供了一个中间的选择，使用简单但可能不如手动实现的方法灵活。
java8

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