如何破坏单例模式？如何防止？

前几天看到一道面试题，问的是单例的模式书写以及单例模式能否被破坏？如何破坏？如何防止？

对于第一问单例模式的书写，了解过设计模式的同学对单例模式绝对不会陌生。常用的单例模式有懒汉式、饿汉式两种情况。实际的应用场景也是很常见，好比如数据库连接池的设计，还有Windows的Task Manager（任务管理器）。

单例模式的书写

这里列出懒汉式的写法

/**在多线程下如何保证单例模式需要记住三点。
  *第一就是双重加锁机制。
  *第二是确保SingleTest为volatile变量。
  *第三，是我觉得最容易被遗忘的一点，就是构造函数为private。
*/
public class SingleTest {

    public static volatile SingleTest singleTest ;

    private SingleTest(){
    }

    public static SingleTest getSingleTest(){
        if(singleTest==null){
            synchronized(SingleTest.class){
                if(singleTest==null){
                    singleTest = new SingleTest();
                }
            }
        }
        return singleTest;
    }
}

单例模式的破坏

上面的写法看起来没问题，但是存在安全问题。因为我们可以通过反射破坏单例模式。

public static void main(String[] args) throws Exception{

        Constructor constructor = SingleTest.class.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);

        SingleTest s1 = SingleTest.getSingleTest();
        SingleTest s2 = SingleTest.getSingleTest();
        SingleTest s3 = (SingleTest) constructor.newInstance();

        System.out.println("输出结果为："+s1.hashCode()+"," +s2.hashCode()+","+s3.hashCode());
}

输出结果为：1286131032,1286131032,1581347769

从输出的结果我们就可以看出s1和s2为同一对象，s3为新对象。s3是我们通过反射机制，进而调用了私有的构造函数，然后产生了一个新的对象。

诶，既然单例模式存在漏洞，在JDK中那些应用单例模式的对象不是就会被恶意破坏了嘛。当时我也这样想的，我尝试了一下去破坏Runtime（在JDK为单例模式对象）。

public static void main(String[] args) throws Exception{

    Constructor constructor1 = Runtime.class.getConstructor();
    Runtime r1 = (Runtime) constructor1.newInstance();
    Runtime r2 = Runtime.getRuntime();
    Runtime r3 = Runtime.getRuntime();

    System.out.println(r1.hashCode());
    System.out.println(r2.hashCode());
    System.out.println(r3.hashCode());
}

结果是被异常抛出，查看源码就看得出，JDK对已经封装好的单例对象是有保护机制的。

防止单例模式的破坏

那么我们如何去保护我们自定义的单例对象呢？很简单，只需要修私有的构造函数即可。

private static boolean flag = false;

private SingleTest(){
        synchronized(SingleTest.class){
            if(flag == false){
                flag = !flag;
            }else {
                throw new RuntimeException("单例模式被侵犯！");
            }
        }
 }