实现严谨的singleton类

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singleton模式是大多数javaer耳熟能详的, 不过要做到真正的单例其实很不容易, 你需要考虑以下问题:

1. 延迟加载时多线程环境下是否能保证单例?

2. 是否可以通过暴力反射获得新的对象?

3. 是否可以通过clone方法获得新的对象?

4. 是否可以通过序列化获得新的对象?

 

对于问题1, 可以通过双重检查加锁解决. 这是运用单例的常识, 不再详细说明.

问题2, 3, 4则是很难避免的.

但是我们可以通过java提供的一种简单的方式创建一个真正的singleton类: 仅有一个实例的枚举类型. 如:

 

public enum Weekday {
	MONDAY;
	private Weekday() {}
}

 

下面我们对这个枚举类进行一一验证.

 

暴力反射

测试代码如下:

public static void main(String[] args) throws Exception {
		Class<?> clazz = Weekday.class;
		Constructor<?> cc = clazz.getDeclaredConstructor(null);
		cc.setAccessible(true);
		cc.newInstance(null);
}

 

运行结果是抛出异常:Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: cn.xing.test.Weekday.<init>()

明明Weekday有一个无参的构造函数, 为何不能通过暴力反射访问?

最新的Java Language Specification (§8.9)规定:  Reflective instantiation of enum types is prohibited. 这是java语言的内置规范.

 

 

clone方法

所有的枚举类都继承自java.lang.Enum类, 而不是Object类. 在java.lang.Enum类中clone方法如下:

protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
	throw new CloneNotSupportedException();
}

 

调用该方法将抛出异常, 且final意味着子类不能重写clone方法, 所以通过clone方法获取新的对象是不可取的.

 

序列化

java.lang.Enum类的readObject方法如下:

private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,
        ClassNotFoundException {
            throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
}

private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {
        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
}

 

同暴力反射一样, Java Language Specification (§8.9)有着这样的规定: the special treatment by the serialization mechanism ensures that duplicate instances are never created as a result of deserialization.

 

综上所述, 创建仅有一个实例的枚举类型是实现singleton的最简单, 最严谨的方式.

Java Language Specification下载路径:http://docs.oracle.com/javase/specs/