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Java反射破坏单例模式

IP云
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今天电话面试的时候问到了，Google了一下

原出处：

http://blog.csdn.net/lws332969674/article/details/8125893

一、 Java中的反射技术可以获取类的所有方法、成员变量、还能访问private的构造方法，这样一来，单例模式中用的私有构造函数被调用就会产生多个实例，编写代码测试一下。

  1. package test;
  2. import java.lang.reflect.Constructor;
  3. public class SingetonTest {
  4. private static SingetonTest singleton = null;
  5. private int s = 0;
  6. // 构造方法是私有的
  7. private SingetonTest(){}
  8. // 同步的获取实例方法
  9. public static synchronized SingetonTest getInstance(){
  10. // 懒汉模式的单例方法
  11. if(null == singleton){
  12. singleton = new SingetonTest();
  13. }
  14. return singleton;
  15. }
  16. public int getS() {
  17. return s;
  18. }
  19. public void setS(int s) {
  20. this.s = s;
  21. }
  22. /**
  23. * @param args
  24. */
  25. public static void main(String[] args) {
  26. try {
  27. Constructor con = SingetonTest.class.getDeclaredConstructor();
  28. con.setAccessible(true);
  29. // 通过反射获取实例
  30. SingetonTest singetonTest1 = (SingetonTest)con.newInstance();
  31. SingetonTest singetonTest2 = (SingetonTest)con.newInstance();
  32. // 常规方法获取实例
  33. SingetonTest singetonTest3 = SingetonTest.getInstance();
  34. SingetonTest singetonTest4 = SingetonTest.getInstance();
  35. // 测试输出
  36. System.out.println("singetonTest1.equals(singetonTest2) :" +  singetonTest1.equals(singetonTest2));
  37. System.out.println("singetonTest3.equals(singetonTest4) :" +  singetonTest3.equals(singetonTest4));
  38. System.out.println("singetonTest1.equals(singetonTest3) :" +  singetonTest1.equals(singetonTest3));
  39. singetonTest1.setS(1);
  40. singetonTest2.setS(2);
  41. singetonTest3.setS(3);
  42. singetonTest4.setS(4);
  43. System.out.println("1:" + singetonTest1.getS() + "  2:" + singetonTest2.getS()+ "  3:" + singetonTest3.getS()+ "  4:" + singetonTest4.getS());
  44. } catch (Exception e) {
  45. // TODO Auto-generated catch block
  46. e.printStackTrace();
  47. }
  48. }
  49. }

测试结果：

singetonTest1.equals(singetonTest2) :false
singetonTest3.equals(singetonTest4) :true
singetonTest1.equals(singetonTest3) :false
1:1  2:2  3:4  4:4

通过反射技术生成的两个实例不同，通过常规方法获取的两个实例相同（即同一个实例，单例）。

二、防止反射破坏单例模式，构造函数调用时进行处理，当构造函数第2次被调用时抛出异常！修改构造方法如下：

  1. private static boolean flag = false;
  2. // 构造方法是私有的
  3. private SingetonTest(){
  4. if(flag){
  5. flag = !flag;
  6. }
  7. else{
  8. try {
  9. throw new Exception("duplicate instance create error!" + SingetonTest.class.getName());
  10. } catch (Exception e) {
  11. // TODO Auto-generated catch block
  12. e.printStackTrace();
  13. }
  14. }
  15. }

三、一些思考

1）单例模式是为了保证一个类只有一个实例，整个系统只能有自己创建的一个实例。应用在数据库连接或单个队列处理等问题。

2）单例模式构造，懒汉模式以时间换空间（用的时候才生产实例，每次都判断）；懒汉模式以空间换时间，直接创建实例，以后不用判断直接用。

3）懒汉模式线程安全问题，获取实例的方法要加上synchronized进行同步。

4）java的反射技术不要用于实例创建，反射主要用于Spring的IOC, Hibernate和白盒测试。

---------------------------------------------------------我是枚举分割线-------------------------------------------------------

可以用枚举防止反射破坏单例模型（PS:JAVA 枚举是线程安全的）

From:http://blog.csdn.net/tounaobun/article/details/8514989

JDK1.5及以后，增加了实现Singleton的第三种方法。只需编写一个包含单个元素的枚举类型。

  1. public enum Adam {
  2. INSTANCE;   //只有一个元素
  3. public void leaveTheBuilding() {;;;}
  4. }

使用这种方法的好处是可以防止多次实例化，无偿提供了序列化机制，即使是面对复杂的序列化或者反射公鸡。

当你试图通过反射调用枚举类型的构造器时（默认构造器为private)，如果调用了setAccessible(true)方法，将会抛出IllegalArgumentException:

  1. Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
  2. at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source)
  3. at org.reflect.Test.main(Test.java:23)

对于前两种单例模式，为了使Singleton能够序列化，除了实现标记接口Serializable外，还需增加类似下面的方法，防止反序列化时生成“假冒”的单例类：

  1. private Object readResolve() {
  2. return INSTANCE;
  3. }

而对于枚举类型，完全不用多此一举。因为枚举类型已经提供了该机制。