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單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設(shè)計(jì)模式之一。是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式。他的定義為：保證一個類僅有一個實(shí)例，并提供一個訪問它的全局訪問點(diǎn)。
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單例模式一般體現(xiàn)在類聲明中，單例的類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對象，同時確保只有單個對象被創(chuàng)建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實(shí)例化該類的對象。
但是其實(shí)，單例并不是完完全全安全的，也是有可能被破壞的。
以下，是一次面試現(xiàn)場的還原，之所以會聊到這個話題，是因?yàn)槊嬖嚬賳柫宋液芏嚓P(guān)于單例模式的問題，我回答的還可以，之后面試官隨口問了一句"單例絕對安全嗎？"，緊接著發(fā)生了如下對話：
Q：單例模式絕對安全嗎？
A：（這個問題我知道，別想難倒我）不一定的，其實(shí)單例也是有可能被破壞的？
Q：哦？怎么說？
A：單例模式其實(shí)是對外隱藏了構(gòu)造函數(shù)，保證用戶無法主動創(chuàng)建對象。但是實(shí)際上我們是有辦法可以破壞他的。
Q：那你知道有什么辦法可以破壞單例嗎？？
A：有一個比較簡單的方式，那就是反射。
反射破壞單例
我們先來一個比較常見的單例模式：
- import java.io.Serializable;
- /**
- * 使用雙重校驗(yàn)鎖方式實(shí)現(xiàn)單例
- */
- public class Singleton implements Serializable{
- private volatile static Singleton singleton;
- private Singleton (){}
- public static Singleton getSingleton() {
- if (singleton == null) {
- synchronized (Singleton.class) {
- if (singleton == null) {
- singleton = new Singleton();
- }
- }
- }
- return singleton;
- }
- }
這個單例模式提供了一個private類型的構(gòu)造函數(shù)，正常情況下，我們無法直接調(diào)用對象的私有方法。但是反射技術(shù)給我們提供了一個后門。
如下代碼，我們通過反射的方式獲取到Singleton的構(gòu)造函數(shù)，設(shè)置其訪問權(quán)限，然后通過該方法創(chuàng)建一個新的對象：
- import java.lang.reflect.Constructor;
- public class SingletonTest {
- public static void main(String[] args) {
- Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
- try {
- Class
singleClass = (Class )Class.forName("com.dev.interview.Singleton"); - Constructor
constructor = singleClass.getDeclaredConstructor(null); - constructor.setAccessible(true);
- Singleton singletonByReflect = constructor.newInstance();
- System.out.println("singleton : " + singleton);
- System.out.println("singletonByReflect : " + singletonByReflect);
- System.out.println("singleton == singletonByReflect : " + (singleton == singletonByReflect));
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
輸出結(jié)果為：
- singleton : com.dev.interview.Singleton@55d56113
- singletonByReflect : com.dev.interview.Singleton@148080bb
- singleton == singletonByReflect : false
如上，通過發(fā)射的方式即可獲取到一個新的單例對象，這就破壞了單例。
Q：那這種破壞單例的情況，有辦法避免嗎？
A：其實(shí)是可以的，只要我們在構(gòu)造函數(shù)中加一些判斷就行了。
如下方式，我們在Singleton的構(gòu)造函數(shù)中增加如下代碼：
- private Singleton() {
- if (singleton != null) {
- throw new RuntimeException("Singleton constructor is called... ");
- }
- }
這樣，在通過反射調(diào)用構(gòu)造方法的時候，就會拋出異常：
- Caused by: java.lang.RuntimeException: Singleton constructor is called...
序列化破壞單例
Q：嗯嗯，挺不錯的，那我們換個問題吧。
A：（這部分面試官在猶豫問我什么問題，我主動提醒了他一句）其實(shí)，除了反射可以破壞單例，還有一種其他方式也可以的。
Q：嗯，那你就說說還有什么方式吧
A：其實(shí)通過序列化+反序列化的方式也是可以破壞單例的。
如以下代碼，我們通過先將單例對象序列化后保存到臨時文件中，然后再從臨時文件中反序列化出來：
- public class SingletonTest {
- public static void main(String[] args) {
- Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
- //Write Obj to file
- ObjectOutputStream oos = null;
- try {
- oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
- oos.writeObject(singleton);
- //Read Obj from file
- File file = new File("tempFile");
- ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
- Singleton singletonBySerialize = (Singleton)ois.readObject();
- //判斷是否是同一個對象
- System.out.println("singleton : " + singleton);
- System.out.println("singletonBySerialize : " + singletonBySerialize);
- System.out.println("singleton == singletonBySerialize : " + (singleton == singletonBySerialize));
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
輸出結(jié)果如下：
- singleton : com.dev.interview.Singleton@617faa95
- singletonBySerialize : com.dev.interview.Singleton@5d76b067
- singleton == singletonBySerialize : false
如上，通過先序列化再反序列化的方式，可獲取到一個新的單例對象，這就破壞了單例。
因?yàn)樵趯ο蠓葱蛄谢倪^程中，序列化會通過反射調(diào)用無參數(shù)的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個新的對象，所以，通過反序列化也能破壞單例。
Q：那這種破壞單例的情況，也同樣有辦法避免嗎？
A：當(dāng)然也有了。只要修改下反序列化策略就好了。
只需要在Sinleton中增加readResolve方法，并在該方法中指定要返回的對象的生成策略幾可以了。即序列化在Singleton類中增加以下代碼即可：
- private Object readResolve() {
- return getSingleton();
- }
Q：為什么增加readResolve就可以解決序列化破壞單例的問題了呢？
A：因?yàn)榉葱蛄谢^程中，在反序列化執(zhí)行過程中會執(zhí)行到ObjectInputStream#readOrdinaryObject方法，這個方法會判斷對象是否包含readResolve方法，如果包含的話會直接調(diào)用這個方法獲得對象實(shí)例。
Q：那如果沒有readResolve方法的話，反序列化的時候會怎么創(chuàng)建對象呢？
A：當(dāng)然也是反射咯。
Q：那前面不是說使用反射的情況，直接在構(gòu)造函數(shù)拋異常不就行了嗎？
A：這個我還真試過，其實(shí)是不行的，反序列化使用的反射構(gòu)造器和我們代碼中使用反射的構(gòu)造器不是同一個，反序列化用到的構(gòu)造器并不會調(diào)用到我們對象中的構(gòu)造函數(shù)…balabala…（我也不知道面試官聽不聽得懂，感覺是沒聽懂…）
Q：哦。OK吧，請問你什么時候可以來上班？
不久之后，我入職了這家公司，在一次和當(dāng)初的面試官聊天的時候，他無意間和我說：當(dāng)時我面試你的時候，關(guān)于單例的破壞那幾個問題，其實(shí)最開始我只是隨口一問，沒想到你給我吹水了20分鐘…當(dāng)時我就覺得你這家伙是個可造之材。
當(dāng)前文章：關(guān)于"如何破壞單例"我說了好幾種方式，面試官卻說：我其實(shí)隨便問問，沒想到你真會
文章來源：http://fisionsoft.com.cn/article/dhgdpjh.html
