概要
Java でオブジェクトをコピーする場面は、DTO の変換、画面表示用データの加工、テスト用のデータ準備など業務コードの随所に現れます。ところが「コピーしたはずなのに元データが変わった」というバグは、経験者でも年に何度かは踏むものです。原因のほとんどは、浅いコピー（shallow copy）と深いコピー（deep copy）の違いを正しく使い分けていないことにあります。この記事では、参照コピー・浅いコピー・深いコピーの3段階を図解的にコードで示し、List や配列のコピーで何が共有され何が独立するのかを整理します。Java 17 の record と var を活用した記述の簡潔化、Java 21 の sealed interface によるコピー戦略の型安全な切り替えにも触れます。
使いどころ
取引明細の一覧を画面表示用に加工する際、元データに影響を与えないディープコピーを行う
テストデータのテンプレートを1つ用意し、テストケースごとに独立したコピーを作って値を差し替える
バッチ処理の途中結果をスナップショットとして保存し、後続処理で元データが変更されても影響を受けないようにする
コード例
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class CopyPatternDemo {
static class MutablePerson {
private String name;
private int age;
public MutablePerson(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() { return name; }
public void setName(String name) { this.name = name; }
public int getAge() { return age; }
@Override
public String toString() {
return "MutablePerson{name=" + name + ", age=" + age + "}";
}
}
public static void main(String[] args) {
var original = new ArrayList<>(List.of(
new MutablePerson("田中太郎", 25),
new MutablePerson("山田花子", 30)
));
var shallowCopy = new ArrayList<>(original);
shallowCopy.get(0).setName("変更された名前");
System.out.println("元データも変わる: " + original.get(0));
var original2 = new ArrayList<>(List.of(
new MutablePerson("田中太郎", 25),
new MutablePerson("山田花子", 30)
));
var deepCopy = original2.stream()
.map(p -> new MutablePerson(p.getName(), p.getAge()))
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
deepCopy.get(0).setName("変更しても");
System.out.println("元データは変わらない: " + original2.get(0));
var arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
var copiedArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
arr[0] = 99;
System.out.println("copiedArr[0]: " + copiedArr[0]); // 1
}
}Version Coverage
var で型推論、Stream + map + collect で宣言的なディープコピーが書ける。record を活用すればそもそもコピー問題を回避できる。
// Java 17: Stream + map で宣言的にディープコピー
var deepCopy = original.stream()
.map(p -> new MutablePerson(p.getName(), p.getAge()))
.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));Library Comparison
注意点
new ArrayList<>(original) はリストの浅いコピーであり、要素オブジェクトの参照は共有される。要素が可変クラスの場合、コピー先での変更が元にも伝播する
Arrays.copyOf はプリミティブ配列では値コピーになるが、オブジェクト配列では参照のコピーになる。int[] と Object[] で挙動が異なる点を見落としやすい
Stream + map でディープコピーする際、コピー対象クラスにネストしたオブジェクトがあれば再帰的にコピーしないと浅いコピーに留まる
record は immutable なのでコピーの問題が発生しにくい。ただし record のフィールドが List などの可変オブジェクトを持つ場合、その List 自体は変更可能な点に注意
FAQ
String は不変（immutable）なので、参照が共有されても変更が伝播しません。同じ理由で Integer や LocalDate なども浅いコピーで安全です。
clone() は Cloneable の契約が曖昧で、浅いコピーしか行わないため推奨されません。コピーコンストラクタかファクトリメソッドのほうが意図が明確です。
record 自体は不変ですが、フィールドに可変コレクション（ArrayList など）を持つ場合は要注意です。コンパクトコンストラクタで List.copyOf を使い防御コピーすると安全です。