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
public interface Prototype{
/**
* 克隆自身的方法
* @return 一个从自身克隆出来的对象
*/
public Object clone();
}
具体原型角色----ConretePrototype1
public class ConcretePrototype1 implements Prototype {
public Prototype clone(){
//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
Prototype prototype = new ConcretePrototype1();
return prototype;
}
}
具体原型角色----ConretePrototype2
public class ConcretePrototype2 implements Prototype {
public Prototype clone(){
//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
Prototype prototype = new ConcretePrototype2();
return prototype;
}
}
客户端角色
public class Client {
/**
* 持有需要使用的原型接口对象
*/
private Prototype prototype;
/**
* 构造方法，传入需要使用的原型接口对象
*/
public Client(Prototype prototype){
this.prototype = prototype;
}
public void operation(Prototype example){
//需要创建原型接口的对象
Prototype copyPrototype = prototype.clone();
}
}
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
public interface Prototype{
public Prototype clone();
public String getName();
public void setName(String name);
}
具体原型角色---ConcretePrototype1
public class ConcretePrototype1 implements Prototype {
private String name;
public Prototype clone(){
ConcretePrototype1 prototype = new ConcretePrototype1();
prototype.setName(this.name);
return prototype;
}
public String toString(){
return "Now in Prototype1 , name = " + this.name;
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
@Override
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
具体原型角色---ConcretePrototype2
public class ConcretePrototype2 implements Prototype {
private String name;
public Prototype clone(){
ConcretePrototype2 prototype = new ConcretePrototype2();
prototype.setName(this.name);
return prototype;
}
public String toString(){
return "Now in Prototype2 , name = " + this.name;
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
@Override
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
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。
public class PrototypeManager {
/**
* 用来记录原型的编号和原型实例的对应关系
*/
private static Map<String,Prototype> map = new HashMap<String,Prototype>();
/**
* 私有化构造方法，避免外部创建实例
*/
private PrototypeManager(){}
/**
* 向原型管理器里面添加或是修改某个原型注册
* @param prototypeId 原型编号
* @param prototype 原型实例
*/
public synchronized static void setPrototype(String prototypeId , Prototype prototype){
map.put(prototypeId, prototype);
}
/**
* 从原型管理器里面删除某个原型注册
* @param prototypeId 原型编号
*/
public synchronized static void removePrototype(String prototypeId){
map.remove(prototypeId);
}
/**
* 获取某个原型编号对应的原型实例
* @param prototypeId 原型编号
* @return 原型编号对应的原型实例
* @throws Exception 如果原型编号对应的实例不存在，则抛出异常
*/
public synchronized static Prototype getPrototype(String prototypeId) throws Exception{
Prototype prototype = map.get(prototypeId);
if(prototype == null){
throw new Exception("您希望获取的原型还没有注册或已被销毁");
}
return prototype;
}
}
客户端角色
public class Client {
public static void main(String[]args){
try{
Prototype p1 = new ConcretePrototype1();
PrototypeManager.setPrototype("p1", p1);
//获取原型来创建对象
Prototype p3 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone();
p3.setName("张三");
System.out.println("第一个实例：" + p3);
//有人动态的切换了实现
Prototype p2 = new ConcretePrototype2();
PrototypeManager.setPrototype("p1", p2);
//重新获取原型来创建对象
Prototype p4 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone();
p4.setName("李四");
System.out.println("第二个实例：" + p4);
//有人注销了这个原型
PrototypeManager.removePrototype("p1");
//再次获取原型来创建对象
Prototype p5 = PrototypeManager.getPrototype("p1").clone();
p5.setName("王五");
System.out.println("第三个实例：" + p5);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
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