一篇文章教你使用枚举来实现java单例模式

目录

  • 传统的单例写法解决了什么问题
    • 仍然存在的问题
    • 为什么枚举就没有问题
  • 总结

    传统的单例写法解决了什么问题 首先,在大多数情况下(不包含面试),传统的单例写法已经完全够用了。通过 synchronized 关键字解决了多线程并发使用。
    public synchronized static SingleClassV1 getInstance(){if(instance == null){instance = new SingleClassV1(); }return instance; }

    【一篇文章教你使用枚举来实现java单例模式】考虑到每次获取单例对象都需要加锁,解锁。又有人发明了双重锁校验 + volatile 关键字模式:
    private static volatile SingleClassV2 instance; public static SingletonV2 getInstance() {if(instance == null){synchronized (SingletonV2.class){if(instance == null){instance = new SingletonV2(); }}}return instance; }

    另外一种为了解决单例被重复初始化的写法:利用类只会被初始化一次的特性,又有人发明出来一种内部类单例的写法。
    private static class SingletonHolder {private static final SingletonV3 INSTANCE = new SingletonV3(); }public static final SingletonV3 getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE; }


    仍然存在的问题
    由于 java 中有反射 API 这种变态的存在,以上所有的私有构造方法在反射面前都是毛毛雨。
    Class clazzV2 = Class.forName(SingleClassV2.class.getName()); Constructor constructor = clazzV2.getDeclaredConstructors()[0]; constructor.setAccessible(true); Object o = constructor.newInstance();

    看来私有方法是防君子不防小人

    为什么枚举就没有问题
    我们来先看一下基于枚举的单例是什么样的。
    public enum SingleClassV4 {INSTANCE; public String doSomeThing(){return "hello world"; }}

    当然,从 java 代码是看不出来任何端倪的。再使用 javap 看一下字节码。
    public final class git.frank.SingleClassV4 extends java.lang.Enumminor version: 0major version: 52flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER, ACC_ENUM

    可以发现,枚举类型会帮我们自动继承 java.lang.Enum 类。并且,在 flags 中该类被添加了 ACC_ENUM 标识。然后,再看一下枚举类的构造方法:
    private git.frank.SingleClassV4(); descriptor: (Ljava/lang/String; I)Vflags: ACC_PRIVATECode:stack=3, locals=3, args_size=30: aload_01: aload_12: iload_23: invokespecial #6// Method java/lang/Enum."":(Ljava/lang/String; I)V6: returnLineNumberTable:line 3: 0//加入Java开发交流君样:756584822一起吹水聊天LocalVariableTable:StartLengthSlotNameSignature070thisLgit/frank/SingleClassV4; Signature: #29// ()V

    枚举类也是要有构造方法的,而且也和普通的类没什么不同,也一样可以通过反射获取到:
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    接下来,让我们通过反射 invoke 一下他的构造方法看看会发生什么:
    constructor.newInstance();

    结果如下:
    Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:417)
    通过看 newInstance 方法代码的话,就很容易知道原因了:
    public T newInstance(Object ... initargs)throws InstantiationException, IllegalAccessException,IllegalArgumentException, InvocationTargetException{//加入Java开发交流君样:756584822一起吹水聊天...if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects"); ...T inst = (T) ca.newInstance(initargs); return inst; }

    java 的反射 API 在创建对象实例是判断了当前类是否是枚举类型,否则就抛异常出来。

    总结 在传统的单例写法中,由于私有构造方法并不能完全杜绝从外部创建实例,所以严格来说那些单例的实现方式是存在漏洞的。
    由于 java 的反射 API 已经通过写死的方式限制了不能为枚举类型创建实例,所以… 也算了解决了吧。哎呀,这个东西是也是面试被问到的,正常人谁会用反射这种外挂去突破单例。
    本篇文章就到这里了,希望能给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!

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