原型模式（Prototype Pattern）

1.原型模式概念

在《Head First Design Patterns》文中是这么介绍原型模式的，“当创建指定类实例的过程很昂贵或者很复杂的时候，可以考虑使用原型模式”,这句话并没有解释原型模式的概念，而是解释原型模式在什么情况下使用，但我们可以理解为原型模式是用来创建重复的对象，而这些对象的创建是很复杂的，所以我们才需要通过克隆来生成一个对象。原型模式属于创建型模式。

2.原型模式的作用

原型模式运行你通过复制现有的实例来创建新的实例（在JAVA中这意味着要使用clone()方法或者反序列化）。

3.使用场景

这种模式是实现了一个原型接口，该接口用于创建当前对象的克隆。当直接创建对象的代价比较大时，则采用这种模式。例如，一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建。我们可以缓存该对象，在下一个请求时返回它的克隆，在需要的时候更新数据库，以此来减少数据库调用。
1、类初始化需要消化非常多的资源，这个资源包括数据、硬件资源等。
2、在实际项目中，原型模式很少单独出现，一般是和工厂方法模式一起出现，通过 clone 的方法创建一个对象，然后由工厂方法提供给调用者。原型模式已经与 Java 融为浑然一体，大家可以随手拿来使用。

4.优点和缺点

优点
1、在某些情况下复制对象比新建对象性能更提高。
缺点
1、当一个类引用不支持串行化的间接对象，使用原型模式也会变得很复杂。

5.例子解析

这个例子是网上找的，上面的许多知识也是从网上复制摘抄，既然网上有了我为什么还要写这篇文章，主要是为了记录我当时看这些文章的一下想法。
这个例子讲的是通过在客户端可以通过指令生成不同的形状，有三种类型：长方形，圆形和正方形。生成这些图形并没有需要很大的代价，这里只是举例说明如何实现原型模式，不要滥用原型模式，要根据是否符合“当直接创建对象的代价比较大时”这个条件来使用。
图形：长方形，圆形和正方形的父类

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;
   }
}

长方形

public class Rectangle extends Shape {

   public Rectangle(){
     type = "Rectangle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Rectangle::draw() method.");
   }
}

圆形

public class Circle extends Shape {

   public Circle(){
     type = "Circle";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Circle::draw() method.");
   }
}

正方形

public class Square extends Shape {

   public Square(){
     type = "Square";
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Inside Square::draw() method.");
   }
}

这个类相当于一个工厂，用来克隆指定的图形

public class ShapeCache {
    
   private static Hashtable shapeMap 
      = new Hashtable();

   public static Shape getShape(String shapeId) {
      Shape cachedShape = shapeMap.get(shapeId);
      return (Shape) cachedShape.clone();
   }

   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);
   }
}

客户端

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());        
   }
}

6.总结

在JAVA中应该很容易实现原型模式，只需要实现Cloneable接口并重写clone方法即可。后面还有几个模式，感觉不怎么常用，就不再写了，后续如果有时间或者有更深的了解也许会继续研究。关于设计模式的许多内容都是从书上或者网上找的，有些内容也是直接复制过来的。这些内容来源会在参考文章中给出。

7.参考文章

http://www.runoob.com/design-pattern/prototype-pattern.html