黑马程序员——JavaSE之对单例枚举和反射的看法一

最新推荐文章于 2023-05-08 14:58:06 发布

原创最新推荐文章于 2023-05-08 14:58:06 发布 · 772 阅读

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本文探讨了如何利用反射破坏常见的单例模式实现，并介绍了使用枚举实现单例模式的优势。枚举单例不仅能够保证线程安全，还能有效防御反射攻击及防止序列化生成新实例。

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通常我们所使用的单例模式，我们都可以使用反射使它不再单例，如下饿汉式的单例模式：

public final class Singleton{
   private static final Singleton instance = new Singleton();
   private Singleton(){}
    
   public static Singleton getInstance(){
 	return instance;
   }
 
}

测试案例如下：

Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();

Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Singleton singleton3 = constructor.newInstance();

System.out.println(singleton1);
System.out.println(singleton2);
System.out.println(singleton3);
System.out.println(singleton1 == singleton2);
System.out.println(singleton2 == singleton3);

其中singleton1、singleton2都是通过我们所实现的单例模式来获取的对象，他们应该是同一个对象，singleton3则是通过反射获取无参构造器，constructor.setAccessible(true)来获取访问权限，最后通过无参构造器来创建一个对象singleton3，singleton3和上述两者应该不是同一个对象，测试结果如下：

说通常我们所使用的单例模式，我们都可以使用反射使它不再单例。然而单例使用枚举的话，却可以避免被反射。

public enum Singleton {
    instance{

        @Override
        protected void read() {
            System.out.println("read");
        }

        @Override
        protected void write() {
            System.out.println("write");
        }

    };
    protected abstract void read();
    protected abstract void write();
}

以上是一个单例枚举的例子，而我们要获取该实例只需要Singleton.INSTANCE，并且此种方式可以保证该单例线程安全、防反射攻击、防止序列化生成新的实例。

枚举单例关于防反射攻击，当然和枚举的实现有关，枚举也是java类，我们对Singleton的class进行反编译，可以得到一个新的类

public T newInstance(Object ... initargs) throws InstantiationException,IllegalAccessException,IllegalArgumentException,InvocationTargetException{
  if(!override){
	if(!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz,modifiers)){
		Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
		checkAccess(caller,clazz,null,modifiers);
        }
  }
	//如果此类含有ENUM修饰，调用该方法时会直接报错
	if((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0) 
		throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
        ConstructorAccess ca = constructorAccessor;
        if(ca == null){
	    ca = acquireConstructorAccessor();	
	}
	return (T)ca.newInstance(initargs);
}

也就是说反射在通过newInstance创建对象时，会检查该类是否是枚举类，如果是，则抛出异常，反射失败。也就是说使用枚举可以避免被反射，从而可以达到单例的效果。

可以发现以下特点：

类的修饰abstract，所以没法实例化，反射也无能为力。
关于线程安全的保证，其实是通过类加载机制来保证的，我们看看INSTANCE的实例化时机，是在static块中，JVM加载类的过程显然是线程安全的。
对于防止反序列化生成新实例的问题还不是很明白，一般的方法我们会在该类中添加上如下方法，不过枚举中也没有显示的写明该方法。