软件开发如何防止反射，序列化和克隆的单例模式
添加时间：2019-06-24 13:59:38
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反射： 可以导致反射破坏单例类的单例属性，如下例所示：
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// Java code to explain effect of Reflection
// on Singleton property
import java.lang.reflect.Constructor;
// Singleton class
class Singleton
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args)
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
Singleton instance2 = null;
try
{
Constructor[] constructors =
Singleton.class.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors)
{
// Below code will destroy the singleton pattern
constructor.setAccessible(true);
instance2 = (Singleton) constructor.newInstance();
break;
}
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
System.out.println("instance1.hashCode():- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode():- "
+ instance2.hashCode());
}
}
输出： -
instance1.hashCode（）： - 366712642
instance2.hashCode（）： - 1829164700
运行此类之后，您将看到hashCodes不同，这意味着，创建了2个相同类的对象，并且销毁了单例模式。
克服反射问题：为了克服反射引发的问题，使用了枚举，因为java在内部确保枚举值仅实例化一次。由于Java Enum可以全局访问，因此它们可以用于单例。它唯一的缺点是它不灵活，即它不允许延迟初始化。
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//Java program for Enum type singleton
public enum GFG
{
INSTANCE;
}
由于枚举没有任何构造函数，因此Reflection无法使用它。枚举有默认的构造函数，我们不能自己调用??它们。JVM在内部处理枚举构造函数的创建和调用。由于枚举不会将其构造函数定义赋予程序，因此我们也无法通过Reflection访问它们。因此，在枚举的情况下，反射不能破坏单身属性。
序列化： - 序列化也可能导致单例类的单例属性破坏。序列化用于转换字节流的对象并保存在文件中或通过网络发送。假设您序列化单例类的对象。然后，如果您反序列化该对象，它将创建一个新实例，从而打破单例模式。
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// Java code to explain effect of
// Serilization on singleton classes
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
class Singleton implements Serializable
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
ObjectOutput out
= new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("file.text"));
out.writeObject(instance1);
out.close();
// deserailize from file to object
ObjectInput in
= new ObjectInputStream(new FileInputStream("file.text"));
Singleton instance2 = (Singleton) in.readObject();
in.close();
System.out.println("instance1 hashCode:- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2 hashCode:- "
+ instance2.hashCode());
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
输出： -
instance1 hashCode： - 1550089733
instance2 hashCode： - 865113938
如您所见，两个实例的hashCode不同，因此单个类有2个对象。因此，这个班不再是单身。
克服序列化问题： -为了克服这个问题，我们必须实现方法readResolve（）方法。
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// Java code to remove the effect of
// Serialization on singleton classes
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
class Singleton implements Serializable
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
// implement readResolve method
protected Object readResolve()
{
return instance;
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
ObjectOutput out
= new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("file.text"));
out.writeObject(instance1);
out.close();
// deserailize from file to object
ObjectInput in
= new ObjectInputStream(new FileInputStream("file.text"));
Singleton instance2 = (Singleton) in.readObject();
in.close();
System.out.println("instance1 hashCode:- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2 hashCode:- "
+ instance2.hashCode());
}
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
输出： -
instance1 hashCode： - 1550089733
instance2 hashCode： - 1550089733
以上两个哈希码都相同，因此不会创建其他实例。
克隆： 克隆是一个创建重复对象的概念。使用clone我们可以创建对象的副本。假设，我们停止克隆单个对象，然后它将创建一个副本，即有两个单例类的实例，因此该类不再是单例。
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// JAVA code to explain cloning
// issue with singleton
class SuperClass implements Cloneable
{
int i = 10;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
return super.clone();
}
}
// Singleton class
class Singleton extends SuperClass
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
Singleton instance2 = (Singleton) instance1.clone();
System.out.println("instance1 hashCode:- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2 hashCode:- "
+ instance2.hashCode());
}
}
输出： -
instance1 hashCode： - 366712642
instance2 hashCode： - 1829164700
两个不同的hashCode意味着有2个不同的单例类对象。
克服克隆问题： -要克服此问题，请覆盖clone（）方法并从克隆方法CloneNotSupportedException中引发异常。现在，每当用户尝试创建单个对象的克隆时，它将抛出异常，因此我们的类仍然是单例。
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// JAVA code to explain overcome
// cloning issue with singleton
class SuperClass implements Cloneable
{
int i = 10;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
return super.clone();
}
}
// Singleton class
class Singleton extends SuperClass
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
throw new CloneNotSupportedException();
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
Singleton instance2 = (Singleton) instance1.clone();
System.out.println("instance1 hashCode:- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2 hashCode:- "
+ instance2.hashCode());
}
}
输出： -
线程“main”java.lang.CloneNotSupportedException中的异常
在GFG.Singleton.clone（GFG.java:29）
在GFG.GFG.main（GFG.java:38）
现在我们已经停止用户创建单例类的克隆。如果你不想抛出异常，你也可以从clone方法返回相同的实例。
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// JAVA code to explain overcome
// cloning issue with singleton
class SuperClass implements Cloneable
{
int i = 10;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
return super.clone();
}
}
// Singleton class
class Singleton extends SuperClass
{
// public instance initialized when loading the class
public static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton()
{
// private constructor
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException
{
return instance;
}
}
public class GFG
{
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
{
Singleton instance1 = Singleton.instance;
Singleton instance2 = (Singleton) instance1.clone();
System.out.println("instance1 hashCode:- "
+ instance1.hashCode());
System.out.println("instance2 hashCode:- "
+ instance2.hashCode());
}
}
输出： -
instance1 hashCode： - 366712642
instance2 hashCode： - 366712642
现在，由于两个实例的哈希码相同，这意味着它们代表单个实例。
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