原型模式有哪些角色？调用流程是什么？

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原型模式通常有三个角色：Prototype 定义复制接口，ConcretePrototype 实现具体复制逻辑，Client 通过原型对象创建新对象。调用流程是客户端拿到一个原型对象，调用复制方法得到新对象，再按需修改差异字段。

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原型模式的典型角色：

角色	作用
Prototype	抽象原型，定义 `clone()` 或 `copy()`
ConcretePrototype	具体原型，实现复制逻辑
Client	使用原型复制新对象
PrototypeRegistry	可选角色，集中管理多个原型对象

典型流程：

Client 获取原型对象
Client 调用 prototype.copy()
ConcretePrototype 创建并返回副本
Client 修改副本的差异字段

如果系统有多种原型，可以使用注册表：

registry.get("vip-user").copy()
registry.get("normal-user").copy()

原型模式让客户端不必关心复杂对象如何初始化，只需要复制合适的模板。

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一、Prototype：定义复制能力

Prototype 是抽象接口。

interface Prototype<T> {
    T copy();
}

用 copy() 比直接暴露 Java 的 clone() 更清晰，因为 clone() 在 Java 里有一些历史包袱，例如访问权限、Cloneable 标记接口和异常处理。

二、ConcretePrototype：实现复制逻辑

具体原型类负责创建自身副本。

class DocumentTemplate implements Prototype<DocumentTemplate> {
    private String title;
    private List<String> sections;

    public DocumentTemplate copy() {
        DocumentTemplate copy = new DocumentTemplate();
        copy.title = this.title;
        copy.sections = new ArrayList<>(this.sections);
        return copy;
    }
}

复制逻辑由对象自己掌握，因为对象最清楚哪些字段要复制、哪些字段要重新生成、哪些字段可以共享。

三、Client：使用原型但不关心构造细节

客户端只使用复制结果：

DocumentTemplate base = registry.get("tech-doc");
DocumentTemplate doc = base.copy();
doc.setTitle("原型模式面试题");

客户端不需要知道默认章节、样式、权限等字段如何初始化。

这能减少重复初始化代码，也能隐藏复杂构造细节。

四、PrototypeRegistry：集中管理原型

如果只有一个原型对象，客户端直接持有即可。

如果原型很多，可以使用注册表：

class PrototypeRegistry {
    private final Map<String, Prototype<?>> prototypes = new HashMap<>();

    void register(String key, Prototype<?> prototype) {
        prototypes.put(key, prototype);
    }

    Prototype<?> get(String key) {
        return prototypes.get(key);
    }
}

注册表让客户端通过名称获取模板，而不是到处创建原型对象。

五、调用流程中的关键边界

复制时要明确三件事：

副本是否是新对象；
可变引用是否需要深拷贝；
ID、创建时间、状态等字段是否应该重新生成。

例如复制订单模板时，商品配置可以复制，但订单号不能复制。

这类字段如果不处理，会产生严重业务问题。

六、常见误区与追问

角色流程可用注册表场景验证：先登记2个配置完整的原型，客户端按 key 取出时得到副本，而不是内部模板本身。ConcretePrototype 最了解自身字段，应承担复制规则；Registry 只负责选择和保存，不应偷偷决定每个字段的深浅复制。

检查维度	判定依据
Prototype	声明复制契约
Registry	按键选择模板并返回副本

记忆钩子：原型负责“怎么复制”，注册表负责“复制哪个”。

误区：原型模式必须有注册表。 注册表是常见配套角色，不是模式成立的必要条件。
追问：谁负责初始化原型？ 启动配置、工厂或管理服务都可以，关键是初始化与复制职责分离。
误区：Client 应拿到原型后自行补齐深拷贝。 这会让复制规则散落，具体原型应封装完整契约。
追问：注册表并发读取安全吗？ 模板不可变且映射安全发布时读取较简单，动态更新则需并发控制。
追问：如何防止原型被污染？ 注册时保存受控模板，获取时只返回副本，并限制外部直接修改内部对象。

七、加强记忆

原型模式的角色可以记成“接口定义复制，具体类负责复制，客户端拿副本使用”。如果原型很多，再加一个注册表统一管理。流程简单，但复制边界要谨慎，尤其是可变引用、唯一标识和业务状态字段。

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