一、原型模式的概念
原型模式（Prototype Pattern）是用于创建重复的对象，同时又能保证性能。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
二、什么时候使用原型模式
原型模式可以理解为：以一个类作为模板，克隆出无数个类，克隆出来的类与模板就再无关联。
以下场景可以使用原型模式：
- 构造函数较复杂，或者不想使用构造函数创建对象；
- 资源优化，在初始化时一个类时需要较多的资源，使用原型模式，初始化一次后，就进行克隆（不会再初始化）；
- 性能提升，使用克隆要比使用new创建一个对象的性能高，克隆直接在内存中操作二进制流，new则需要JVM做很多的准备（加载、验证、准备、解析、初始化），所以在某些场景要大量创建相同对象时，可以节约性能；
下面就以提升性能作为场景，来用Java实现原型模式。
三、怎么使用原型模式
3.1 实现方式
首先假设一个场景，中秋节将至，系统要为全部的500万（或者更多）用户发送消息（一条条发，先不考虑其他技术实现，主要为了说明原型模式）。这种情况下，如果贸然使用for循环来通过new关键字创建500万个对象，假设new一个对象要花费0.04秒，那么new500万个也未必能在一天之内发送完毕。
这种情况下就可以使用原型模式来提升性能，下面看类图和代码：
代码如下：
// 消息模板，继承Cloneable接口
public interface MessageTemplate extends Cloneable {
// 克隆消息
MessageTemplate cloneMessage() throws CloneNotSupportedException;
}
// 消息
public class Message implements MessageTemplate {
// 实现克隆方法
public Message cloneMessage() throws CloneNotSupportedException {
Message message;
message = (Message) clone();
return message;
}
@Override
public String toString() {
return "Message{" +
"createTime=" + createTime +
", title='" + title + '\'' +
", context='" + context + '\'' +
", phone='" + phone + '\'' +
'}';
}
// getter and setter ...
private Date createTime;
private String title;
private String context;
private String phone;
}
// 使用克隆模式
public class Client {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 模拟发送消息，加入发送100万个消息给不同用户
// 消息模板使用相同模板，消息内容有某些不同
// 则可以使用原型模式
int count = 100; // 用户数量，就不写100万了
// 创建模板
Message message = new Message();
message.setTitle("节日关怀");
message.setContext("尊敬的%s，您好。吧啦吧啦……");
for (int i = 0; i < count; i++) {
Message m = message.cloneMessage();
m.setContext(String.format(message.getContext(), i));
m.setPhone(i + "");
m.setCreateTime(new Date());
System.out.println(m.toString());
}
}
}
// 输出
Message{createTime=Tue May 19 23:05:52 CST 2020, title='节日关怀', context='尊敬的0，您好。吧啦吧啦……', phone='0'}
Message{createTime=Tue May 19 23:05:52 CST 2020, title='节日关怀', context='尊敬的1，您好。吧啦吧啦……', phone='1'}
Message{createTime=Tue May 19 23:05:52 CST 2020, title='节日关怀', context='尊敬的2，您好。吧啦吧啦……', phone='2'}
......
Message{createTime=Tue May 19 23:05:52 CST 2020, title='节日关怀', context='尊敬的98，您好。吧啦吧啦……', phone='98'}
Message{createTime=Tue May 19 23:05:52 CST 2020, title='节日关怀', context='尊敬的99，您好。吧啦吧啦……', phone='99'}上面的代码就是原型模式的做法和用法。
核心就是使用了Java中Object对象自带的clone方法，来完成类的克隆。
这里需要注意的是Cloneable接口，它比较特别，clone方法并不是它定义的，它只是用来描述对象可以使用clone方法，是一种标记接口。
3.2 原型模式的好处
原型模式的好处，就体现他的使用场景：
- 构造函数较复杂，或者不想使用构造函数创建对象；
- 资源优化，在初始化时一个类时需要较多的资源；
- 性能提升，使用克隆要比使用new创建一个对象的性能高；
3.3 注意事项
原型模式的注意事项，主要强调两点：
忽略构造函数：使用clone()方法，不会触发对象的构造函数，如果类需要在构造函数中进行一些业务，则需要注意；
深拷贝：clone()方法会复制基本类型，但是引用类型复制的是引用的内存地址（指针），所以带有引用类型的对象进行clone()时，需要处理深拷贝，网上有很多文章，就不在此叙述了；
四、总结
总的来说，原型模式属于比较简单的设计模式之一，也比较好理解，主要理清2点就能比较好的应用它：
使用场景：在什么时候适合用原型模式来创建对象；
技术实现：涉及到了使用cloneable接口，使用Object对象的clone方法，以及注意深拷贝；
以上就是我对原型模式的一些理解，有不足之处请大家指出，谢谢。
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/2450666/blog/4284517