通过枚举实现单例模式
枚举类实现单例模式的优点
对于饿汉式单例模式和懒汉式单例模式了解的同学，使用以上两种单例模式，我们均可以通过反射的方式破坏单例模式的特性。那么，如何才能避免程序开发中使用反射的方式破坏单例的这种行为呢？接下来用过枚举的方式来创建的单例模式就可以避免上述的问题。
直接上代码:
public enum EnumSingleton {
INSTANCE;
//枚举类可以自定义一些属性
private Object data;
public Object getData() {
return data;
}
public void setData(Object data) {
this.data = data;
}
}
获取EnumSingleton 单例对象
public static void main(String[] args) {
// instance为单例
EnumSingleton instance = EnumSingleton.INSTANCE;
}
尝试通过反射破坏单例
我们尝试使用反射的方式创建实例，看是否能够创建成功:
public class EnumSingletonTest {
public static void main(String[] args) {
EnumSingleton enumSingleton=EnumSingleton.getInstance();
enumSingleton.setData(new Object());
System.out.println("创建单例模式:"+enumSingleton);
try{
Class clazz= EnumSingleton.class;
Constructor c=clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
c.setAccessible(true);
Object object=c.newInstance();
System.out.println(object);
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
会出现以下报错:
java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:417)
at com.example.singleton.EnumSingletonTest.main(EnumSingletonTest.java:16)
我们直接定位到报错源码的位置(Constructor.java:417)发现如下内容：
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);
}
}
if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
也就是说，在通过反射调用方法newInstance()创建实例时，源码会对class的修饰符做一个判断(clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)。如果创建实例的类是用enum修饰的，那么不能通过反射创建实例（Cannot reflectively create enum objects）
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原文链接：https://blog.csdn.net/jl19960421/article/details/115036490
深入了解 enum
首先给出文章的结论：
- 枚举是类类型
- 每个枚举常量都是所属枚举类的对象
- 枚举类在加载完成后，无法再进行实例化操作
- 枚举是线程安全的
java 中的枚举在实现上非常简单，以下就是一个枚举的例子：
public enum FruitEnum {
APPLE
}
但是如果反编译 FruitEnum.class，会发现编译器在背后默默的做了大量的工作，以下是反编译结果：
public final class FruitEnum extends Enum {
public static final FruitEnum APPLE;
private static final FruitEnum $VALUES[];
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
public static FruitEnum[] values() {
return (FruitEnum[])$VALUES.clone();
}
public static FruitEnum valueOf(String name) {
return (FruitEnum)Enum.valueOf(FruitEnum, name);
}
static {
APPLE = new FruitEnum("APPLE", 0);
$VALUES = (new FruitEnum[] {
APPLE
});
}
}
下面根据反编译结果说明枚举的几个特性。
- 枚举的实际类型
public final class FruitEnum extends Enum
说明枚举是类，并且是用 final 修饰的类，意味着枚举不能再被继承扩展。而我们声明枚举类时使用的 enum 只是一个关键字。
其次，所有的枚举都继承了一个基类 Enum ，该基类为枚举提供了一些通用方法。
- 枚举的构造函数
在 FruitEnum 中，我们并没有定义构造函数，但在反编译的代码中，我们发现编译器自动帮我们添加了以下私有构造函数：
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
该私有构造函数只是简单调用了父类 Enum 的构造函数：
protected Enum(String name, int ordinal) {
this.name = name; // 枚举常量的名称
this.ordinal = ordinal; // 枚举常量在枚举类的位置，从0开始
}
实际上，编译器只允许私有的枚举类构造函数，并且显示定义的枚举构造函数经编译器后，都会被添加 name 和 ordinal 2个参数，用以调用父类 Enum 的构造函数。
- 枚举常量
再看反编译后的 FruitEnum 中的成员变量：
public static final FruitEnum APPLE;
private static final FruitEnum $VALUES[];
其中 FruitEnum APPLE 对应我们定义的枚举常量 APPLE，而 FruitEnum $VALUES[] 则是容纳所有枚举常量的数组。
这两个变量初始化操作如下：
static {
APPLE = new FruitEnum("APPLE", 0);
$VALUES = (new FruitEnum[] { APPLE });
}
可知，每个枚举常量都是定义它的类的对象，各枚举对象都是用 public static final 修饰的，这也是枚举对象被称为枚举常量的原因。
其次，FruitEnum APPLE 和 FruitEnum $VALUES[] 都是在静态代码块中进行初始化，因此在 JVM 记载完成枚举类后，各枚举常量都已被
创建完毕。由于枚举类中只允许出现私有构造函数，固无法再实例化新的枚举对象。
枚举类实例化
无法通过构造函数这种一般手段实例化枚举类，那么通过反射呢？
先尝试以下形式：
Class fruitEnumClazz = FruitEnum.class;
FruitEnum fruitDemo1 = fruitEnumClazz.newInstance();
抛出了以下错误：
因为 Class.newInstance 内部是通过目标Class的 无参构造函数 创建实例的，而上文已经说了 FruitEnum 的实构造函数是：
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
固会找不到对应的构造函数，抛出异常。
换种反射方式，先获取正确的构造函数：
// 获取 FruitEnum 的构造函数
Constructor fruitEnumConstructor = fruitEnumClazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
// 获取访问权限
fruitEnumConstructor.setAccessible(true);
// 实例化
FruitEnum fruitDemo2 = fruitEnumConstructor.newInstance();
成功获取了 FruitEnum 的构造函数，然而还是抛出了异常：
在 JVM 层面禁止了通过反射构造枚举实例的行为。
然而除了反射外，还可以通过 Object.clone() 方法克隆一个已存在的对象。但是这种方式也是不行的，看 Enum 类中的 clone() 方法：
protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
throw new CloneNotSupportedException();
}
Enum 类重写了 Obejct 的 clone()方法，只要尝试通过 clone() 方法构造枚举对象，都会抛出异常，并且该方法被设置为不能再重写。
- 单例
从编译器、JVM，再到 java 内部设计，层层把关，封死了实例化枚举类的这一企图。因此有一种作法是通过枚举的形式实现单例，下面给个示例：
public class EnumSingleton{
private EnumSingleton() {
}
public static EnumSingleton getInstance(){
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private static enum Singleton {
INSTANCE;
private EnumSingleton singleton;
// JVM 保证了此方法绝对只调用一次
private Singleton(){
singleton = new EnumSingleton();
}
public EnumSingleton getInstance(){
return singleton;
}
}
}
- 线程安全
枚举常量都是 static 类型的，在枚举类加载完成后，会进行枚举常量的初始化，之后枚举类无法再实例化和修改。java 的类加载、初始化过程是线程安全的，因此创建一个 enum 是线程安全的。
作者：EricAlpha
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