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)等。
所谓单例模式就是,某一个类只能有一个实例,实现的核心就是将类的构造函数私有化,只能由该类创建对象,其他对象就不能调用该类的构造函数,即不能创建对象了。
现在看一个问题:对象的创建方式有哪几种?
四种:new 、克隆、序列化、反射。
其实上面的说法有点问题,改为:……其他对象就不能调用该类的构造函数,即不能通过new 来创建对象了。那么是否还有可以通过其他的三种方式创建对象呢,即其他三种方式会不会破坏单例模式呢?
克隆可以对单例模式的破坏
由克隆我们可以想到原型模式,原型模式就是通过clone方法实现对象的创建的,clone方式是Object方法,每个对象都有,那么使用一个单例模式类的对象,调用clone方法,再创建一个新的对象了,那岂不是上面说的单例模式失效了。当然答案是否定,某一个对象直接调用clone方法,会抛出异常,即并不能成功克隆一个对象。调用该方法时,必须实现一个Cloneable 接口。这也就是原型模式的实现方式。还有即如果该类实现了cloneable接口,尽管构造函数是私有的,他也可以创建一个对象。即clone方法是不会调用构造函数的,他是直接从内存中copy内存区域的。
解决办法:单例模式的类不实现cloneable接口。
序列化可以对单例模式的破坏
一是可以实现数据的持久化;二是可以对象数据的远程传输。 如果过该类implements Serializable,那么就会在反序列化的过程中再创一个对象。
/**
*
* @author 小钦
*懒汉式
*/
public class Singleton implements Serializable {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
测试类:
public class SerializableDemo1 {
//为了便于理解,忽略关闭流操作及删除文件操作。真正编码时千万不要忘记
//Exception直接抛出
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
//Write Obj to file
ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("testFile"));
oos.writeObject(Singleton.getInstance());
//Read Obj from file
File file=new File("testFile");
ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Singleton newInstance=(Singleton)ois.readObject();
//判断是否是同一个对象
System.out.println(newInstance==Singleton.getInstance());
}
}
//输出的是false
序列化会通过反射调用无参数的构造方法创建一个新的对象。
通过对Singleton的序列化与反序列化得到的对象是一个新的对象,这就破坏了Singleton的单例性。
解决办法:在反序列化时,指定反序化的对象实例。即只要在Singleton类中定义readResolve
就可以解决该问题:
public class Singleton implements Serializable {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
private Object readResolve(){
return instance;
}
}
主要在Singleton中定义readResolve方法,并在该方法中指定要返回的对象的生成策略,就可以防止单例被破坏。
反射可以对单例模式的破坏
反射是可以获取类的构造函数,再加一行 setAccessible(true);就可以调用私有的构造函数,创建对象了。
/**
*
* @author 小钦
*懒汉式
*/
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
测试类:
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
Singleton s1=Singleton.getInstance();
Singleton s2=Singleton.getInstance();
Constructor constructor=Singleton.class.getDeclaredConstructor(null);
constructor.setAccessible(true);
Singleton s3 =(Singleton) constructor.newInstance(null);
System.out.println(s1.hashCode());
System.out.println(s2.hashCode());
System.out.println(s3.hashCode());
}
}
//输出:366712642
366712642
1829164700
解决办法:当第二次调用构造函数时抛出异常。
/**
*
* @author 小钦
*懒汉式
*/
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private static boolean flag=true;
private Singleton(){
if(flag){
flag=false;
}
else {
throw new RuntimeException("单例模式遇到攻击,第二个对象未创建成功");
}
}
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}