一、概述

原型（Prototype）模式可以使用原型实例指定要创建对象的类型，通过复制这个原型来创建新对象。

一个比较合适例子就是孙悟空拔出猴毛变出许多小猴子，或者细胞克隆的过程。

1.1 解决了什么问题

假设有一个对象中的一些属性获取成本是比较高的（可能是从文件系统加载的、或从数据库加载的、或者是经过一系列复杂的计算得到的），而刚好当前的需求中需要多个这种相同的对象，如果在创建每个对象的时候都要经历这种成本比较高的获取方式，那系统性能将会大大降低。

或者可能这些获取成本比较高的属性可能是私有的，通过遍历属性的方式在其外部是获取不到的。

1.2 解决方案

原型模式为所有支持克隆的对象声明了一个克隆接口，该接口完成克隆任务，将克隆过程委派给被克隆对象。

二、实现方式

2.1 角色

原型模式有三个角色：

1. 抽象原型：一个抽象类或接口，提供一个 clone 方法，具体的原型类是它的子类。
2. 原型对象：抽象原型的子类，被克隆的对象，重写 clone 方法，提供克隆自己的能力。
3. 客户：原型对象克隆自己得到的新对象。

2.2 代码

定义原型接口，该接口中只有一个 clone 方法，Monkey 类实现该接口，并重写 clone 方法完成克隆任务：

interface ProtoType {
    ProtoType clone();
}

class Monkey implements ProtoType {

    public int forceValue = 60;

    public Monkey() {
    }

    private Monkey(int forceValue) {
        this.forceValue = forceValue;
    }

    /**
     * 假设猴子的成长比较耗时
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public void growUp() throws InterruptedException {
        System.out.println("猴子正在成长");
        Thread.sleep(5 * 1000);
        this.forceValue = 100;
        System.out.println("猴子长大了，武力值充满，可以战斗");
    }

    @Override
    public ProtoType clone() {
        return new Monkey(this.forceValue);
    }
}

public class ProtoTypeTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 假设 monkey01 为孙悟空
        Monkey monkey01 = new Monkey();

        // 孙悟空刚开始的武力值为60，所以克隆出来的小猴子武力值是60
        Monkey monkey02 = (Monkey) monkey01.clone();
        System.out.println(monkey02.forceValue);

        // 孙悟空发育了一会儿，武力值达到了100
        monkey01.growUp();

        // 此时克隆出来的小猴子武力值也是100
        Monkey monkey03 = (Monkey) monkey01.clone();
        System.out.println(monkey03.forceValue);
    }
}

60
猴子正在成长
猴子长大了，武力值充满，可以战斗
100

三、源码中的应用

1. java.lang.Object#clone()