HashMap.clone()返回浅拷贝但原值修改不同步的原因及警告解决

HashMap.clone() 确实返回浅拷贝结果，认知偏差的核心是混淆了Map实例本身的存储结构和Map里存储的键值对象引用两个概念：

• 浅拷贝的「浅」，指的是拷贝动作只会复制键值对的引用，不会额外生成新的键、值对象实例：也就是说克隆得到的是一个全新的、独立的HashMap实例，它内部存的键引用、值引用和原Map里存的引用指向同一个内存对象，但两个Map各自维护自己的条目存储结构，互不干扰。
• 测试代码里调用map.replace(3, "google")，本质是修改原Map自身的存储结构：把原Map里键3对应的value引用，从指向"yahoo"字符串改成指向"google"字符串，这个操作完全没有触碰"yahoo"这个值对象本身。克隆出来的mClone自己的存储结构里，键3对应的value引用还是指向原来的"yahoo"，自然不会同步变更。
• 如果写Map mClone = map这种直接赋值的代码，两个变量才会指向同一个HashMap实例，这时候对原变量做replace操作，mClone才会同步看到变化——但这根本不是拷贝，只是给同一个对象起了个别名。

真正能体现浅拷贝特性的场景，是不修改Map的条目结构，直接修改Map里存储的可变值对象的内部状态，举个例子：

// 自定义可变值类型
class MutableItem {
    public String content;
    public MutableItem(String content) {this.content = content;}
}

public class TestShallowCopy {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, MutableItem> map = new HashMap<>();
        map.put(3, new MutableItem("yahoo"));
        Map<Integer, MutableItem> mClone = (HashMap<Integer, MutableItem>) map.clone();
        
        // 不替换引用，直接修改值对象本身的属性
        map.get(3).content = "google";
        // 浅拷贝下两个Map存的值引用指向同一个对象，所以克隆Map也会读到修改后的值
        System.out.println(mClone.get(3).content); // 输出google
    }
}

原测试用String作为值类型，而String是不可变类，根本无法在不替换引用的前提下修改对象本身的内容，自然测不出浅拷贝的共享特性。

这个警告的来源是HashMap.clone()的返回值类型是类型擦除后的Object，编译器无法在编译期确认强转的HashMap<Integer, String>泛型类型是安全的，常见修复方案有两种：

• 优先推荐：不用clone()方法，改用HashMap自带的拷贝构造器生成新Map，完全规避泛型强转，效果和clone()一致都是浅拷贝，也是工业界最常用的写法：

  Map<Integer, String> mClone = new HashMap<>(map);
  

• 备选方案：如果一定要用clone()方法，可以用@SuppressWarnings("unchecked")注解压制警告，注意要把注解的作用范围限制到最小，不要直接标注在类上：

  @SuppressWarnings("unchecked")
  Map<Integer, String> mClone = (HashMap<Integer, String>) map.clone();
  

  这种方案只是告知编译器跳过类型检查，需要自行保证强转的类型安全性，运行期如果类型不匹配依然会抛出异常，因此不做优先推荐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Troskyvs