单例模式的终结者——setAccessible(true)

最新推荐文章于 2025-07-21 21:29:54 发布

吴孟达

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分类专栏：设计模式文章标签： singleton reflection

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/exceptional_derek/article/details/40685965

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本文探讨了单例模式在Java中的实现方式，并演示了如何利用反射机制破坏单例模式。进一步介绍了通过在构造器中增加异常抛出来防止单例被非法创建的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

先来看下“传统”的单例模式

package go.derek;

public class Singleton{
	
	public static int times;
	private Singleton(){
		//构造器被调用的时候会打印出次数
		System.out.println("单例构造器被调用"+(++times)+"两次");
	}
	
	private final static Singleton instance=new Singleton();
	
	public static Singleton getInstance(){
		return instance;
	}
	
	public void doSomething(){
		System.out.println("do something");
	}
	
}

下面是测试类主函数：

package go.derek;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;


public class Test {
	public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		//通过单例模式获得单例对象obj1
		Singleton obj1=Singleton.getInstance();
		//执行一次doSomething方法
		obj1.doSomething();
		//观察控制台，这次获得的obj2对象跟obj1是同一个单例，没有调用构造器
		Singleton obj2=Singleton.getInstance();
		obj2.doSomething();
		//下面厉害的来了，首先拿到万能的Class对象
		Class<Singleton> clazz=Singleton.class;
		//然后拿到构造器，使用这个方法私有的构造器也可以拿到
		Constructor<Singleton> c=clazz.getDeclaredConstructor();
		//设置在使用构造器的时候不执行权限检查
		c.setAccessible(true);
		//由于没有了权限检查，所以在Singleton类外面也可以创建对象了，然后执行方法
		//观察控制台，私有构造器又被调用了一次，单例模式被攻陷了，执行方法成功。
		c.newInstance().doSomething();	
	}
}

运行结果如下:

单例构造器被调用1两次
do something
do something
单例构造器被调用2两次
do something

试想一下，如果某个恶意客户端通过上面的方式，就可以为所欲为了，所以为了避免出现这种情况，可以再构造器被第二次调用的时候抛出一个异常

package go.derek;

public class Singleton{
	
	public static int times;
	private Singleton() {
		//构造器被调用的时候会打印出次数
		System.out.println("单例构造器被调用"+(++times)+"两次");
		if(instance!=null){
			throw new IllegalArgumentException("单例构造器不能重复使用");
		}
	}
	
	private final static Singleton instance=new Singleton();
	
	public static Singleton getInstance(){
		return instance;
	}
	
	public void doSomething(){
		System.out.println("do something");
	}
	
}

运行结果如下：

单例构造器被调用1两次
do something
do something
单例构造器被调用2两次
Exception in thread "main" java.lang.reflect.InvocationTargetException
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:57)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:526)
at go.derek.Test.main(Test.java:24)
Caused by: java.lang.IllegalArgumentException: 单例构造器不能重复使用
at go.derek.Singleton.<init>(Singleton.java:10)
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目的达到了~