再谈 Java 深浅拷贝

去年的一篇文章{:target="_blank"}总结了一下深浅拷贝，Immutable 和 unmodifiable 这三个概念，今天再看看 Java 的深浅拷贝。

考虑以下代码：

static class ImmutablePerson {
    final String mName;

    ImmutablePerson(String name) {
        mName = name;
    }
}

List<ImmutablePerson> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(new ImmutablePerson("Piasy"));
List<ImmutablePerson> list2 = new ArrayList<>(list1);

list2 = new ArrayList<>(list1) 是否是一次深拷贝呢？实际情况是这样的：

• list2 和 list1 是两个不同的对象，为 list2 增加一个元素，并不会导致 list1 也增加一个元素
• 但是 list2 内的元素，和 list1 内的元素，也就是它俩唯一的一个元素 Person 对象，是同一个对象，内存地址都是一样的
• 查看 ArrayList 的构造函数，我们发现它通过 System.arraycopy 来拷贝传入的数据，这说明 System.arraycopy 进行的是浅拷贝{:target="_blank"}，而这个测试用例{:target="_blank"}的结果也同样证明了这个结论
• 但是由于 Person 类的 mName 声明为了 final，而 String 又是 immutable 的，所以实际上，Person 类就是 immutable 的，因此，这里 System.arraycopy 进行的浅拷贝不会带来任何问题
• 但是必须注意，一旦 Person 类不是 immutable 的，那这里就可能会产生 bug 了，例如， list1.get(0).mName = "Test"，就会导致 list2.get(0).mName 也变成了 Test，这个测试用例{:target="_blank"}的结果证明了这个结论

所以去年的文章中描述的深拷贝并不严谨，实际上还是浅拷贝。那么 Java 里面什么才是深拷贝呢？（实现正确的） serialization！为什么需要说是实现正确的呢？因为只有在 clone 方法中 new 了一个新对象，并且对于每个成员，都是 new 了一个新对象再赋值，这才是彻彻底底的深拷贝，没有任何一个成员变量是以前的副本的成员变量的浅拷贝。这个测例{:target="_blank"}实际上就不是一个实现正确的 serialization。

但这样彻底的深拷贝开销太大，所以并不实用，更好的做法还是 Immutable，一旦实现了 Immutable，浅拷贝反倒是最好的搭档了，既高效又安全。而为了降低开销，并且保证语义的准确，最好的实践还是用 unmodifiable 来实现 immutable。