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设计模式之破环单例模式和阻止破坏

article 2024/11/28 21:24:31

1. 序列化和反序列化

这里用饿汉式来做例子
LazySingleton

import java.io.Serializable;

public class LazySingleton implements Serializable {
    private static LazySingleton lazySingleton = null;

    private LazySingleton() {}

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        if (lazySingleton == null) {
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

TestSerializer

import java.io.*;

public class TestSerializer {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 懒汉式
        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();

        // 通过序列化和反序列化的方式，创建对象
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("singleton"));
        oos.writeObject(instance);

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("singleton")));
        LazySingleton objInstance = (LazySingleton)ois.readObject();

        System.out.println(instance);
        System.out.println(objInstance);
    }
}

输出结果：

yxz.singleton.LazySingleton@3764951d
yxz.singleton.LazySingleton@312b1dae

可以看到这俩对象不一样。
但是使用枚举输出结果是一样的。

如果不让其破坏呢？？？

我们在单例中添加一个方法。

import java.io.Serializable;

public class LazySingleton implements Serializable {
    private static LazySingleton lazySingleton = null;

    private LazySingleton() {}

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        if (lazySingleton == null) {
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }

    private Object readResolve() {
    	return lazySingleton;
    }
}

输出结果：

yxz.singleton.LazySingleton@3764951d
yxz.singleton.LazySingleton@3764951d

这样输出结果是一样的了。因为反序列化创建对象时，是通过反射创建的，反射会调用我们自己的readResolve方法，如果重写，会调用这个，否则会破坏单例模式。

2. 反射

通过字节码对象创建构造器对象，通过构造器对象，初始化单例对象，由于单例对象的构造方法是私有化的，调用构造器中的方法，赋予权限，创建单例对象。

TestReflect

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    	
        Class clz = LazySingleton.class;
		// 通过字节码对象创建构造器对象
        Constructor constructor = clz.getDeclaredConstructor();
        // 赋予权限
        constructor.setAccessible(true);
        // 初始化单例对象
        LazySingleton clzInstance = (LazySingleton)constructor.newInstance();
        System.out.println(clzInstance);

        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
        System.out.println(instance);
    }
}

输出结果：

yxz.singleton.LazySingleton@1b6d3586
yxz.singleton.LazySingleton@4554617c

坏了，又是一样的，这可怎么办！！！
我们如何阻止呢？
我们对代码的构造模式进行修改

import java.io.Serializable;

public class LazySingleton implements Serializable {
    private static LazySingleton lazySingleton = null;

    private LazySingleton() {
        if(lazySingleton != null){
            throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
        }
    }

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        if (lazySingleton == null) {
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }

    private Object readResolve() {
    	return lazySingleton;
    }
}

这样我们再运行，输出结果是：

yxz.singleton.LazySingleton@1b6d3586
yxz.singleton.LazySingleton@4554617c

恭喜你，仍然能出现两个！！！但是，我们先创建一个对象，再使用反射呢？

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        LazySingleton instance = LazySingleton.getInstance();
        System.out.println(instance);
        Class clz = LazySingleton.class;

        Constructor constructor = clz.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        LazySingleton clzInstance = (LazySingleton)constructor.newInstance();
        System.out.println(clzInstance);
    }
}

运行结果：

yxz.singleton.LazySingleton@1b6d3586
Exception in thread "main" java.lang.reflect.InvocationTargetException
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:62)
	at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
	at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:423)
	at yxz.singleton.broker.TestReflect.main(TestReflect.java:16)
Caused by: java.lang.RuntimeException: 不允许创建多个实例
	at yxz.singleton.LazySingleton.<init>(LazySingleton.java:10)
	... 5 more