• 用私有构造器或者枚举类型强化Singleton属性


         1.Singleton指仅仅被实例化一次的类。Singleton通常被用来代表那些本质上唯一的系统组件,如窗口管理器或者文件系统。使类称为Singleton会使它的客户端调试变的十分困难,因为无法给Singleton替换模拟实现,除非它实现一个充当其类型的接口.
         2.在Java1.5发行版本之前,实现Singleton有两种方法。这两种方法都要把构造器保持为私有,并导出公有的静态成员,以便客户端能够访问该类的唯一实例,以便允许client能够访问该类的唯一实例。
         3.第一种方法中,公有静态成员是个final域:
          public class Singleton1
       {
        public static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();
        //私有改造函数
        private Singleton1()
        {
        }
        //其他方法实现
        public void otherMethod()
        {
         //...
        }
       }
       私有构造器仅被调用一次,用来实例化公有的静态final域Singleton1.INSTANCE.由于缺少公有的或者受保护的构造器,所以保证了Singleton1的全局唯一性。一旦其被实例化,只会存在一个实例,不多也不少。客户端的任何行为都不会改变这一点。
           :享有特权的client可以借助AccessibleObject.setAccessible方法,通过反射机制调用私有构造器。如果要抵御这种攻击,需要修改构造器,让其在创建第二个实例的时候抛出异常。
          4.在实现Singleton的第二种方法中,公有的成员是个静态工厂方法:
       public class Singleton2
       {
        //私有static Instance
        private static final Singleton2 INSTANCE = new Singleton2();
        
        //私有构造函数
        private Singleton2()
        {
        }
        
        //获取单例方法
        public static Singleton2 getInstance()
        {
         return INSTANCE;
        }
        
        //其他方法
        public void otherMethod()
        {
         //...
        }
       }
       对于静态方法Singleton2.getInstance的所有调用,都会返回同一个对象引用,所以永远不会创建其他的实例。
       :上述利用反射的提醒依然适用。
          5.公有域方法的好处在于,组成类的成员的声明很清楚的表明了这个类是一个Singleton(final),公有的静态域是final的,所以该域将总是包含相同的对象引用。公有域方法在性能上不再有任何优势:现在JVM实现几乎都能都将静态工厂方法的调用内联化。
          注:内联:指函数在被调用的地方直接展开,编译器在调用时不用像一般函数那样,参数压栈,返回时参数出栈以及资源释放等,这样提高了程序执行速度.
          6.工厂方法的优势在于,它提供了灵活性:在不改变其API的前提下,我们可以改变该类是否为Singleton的想法。工厂方法返回该类的唯一实例,不过它可以很容易被修改,如改成为每个调用该方法的线程返回一个唯一的实例。
           第二个优势在于与泛型有关。
           这些优势之间通常不相关,public域的方法比较简单.
          7.以上的两种的其中一种方法实现的Singleton类如果变成是可序列化的Serialiazble,仅仅在声明加上implements Serializable是不够的。为了维护并保证Singleton,必须声明所有实例都是瞬时transient的,并提供 一个readResolve方法。否则每次反序列化一个序列化的实例时,都会创建一个新的实例。即会导致一个假冒的对象。为了防止这种情况,需要在单例类中增加readResolve方法->
           注:readResolve方法用来重新指定反序列化得到的对象.
       private Object readResolve()
       {
        return INSTANCE;
       }
          8.从Java 1.5发行版本起,实现Singleton还有第三种方法。只需编写一个包含单个元素的枚举类型。
      public Enum Singleton3
      {
       INSTANCE;
       
       public void otherMethod()
       {
       }
      }
          这种方法在功能上与公有域方法相近,但是其更加简洁,无偿提供了序列化机制,绝对防止多次实例化,即使是面对复杂的序列化或者反射攻击的时候。 虽然这种方法还没有广泛使用,但是单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。
          注:用反射调用私有构造函数:报错:
           Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects.
           ps:枚举真心不错.

    部分源码:

    package com.book.chap2.singleton;

    import java.lang.reflect.Constructor;

    /**
     * 
     * 单例实现1
     * <p>
     * 公有静态成员是个public final域
     * <p>
     * 为防止client利用反射调用私有改造函数,所以在创建第二个实例的时候抛出了异常
     * 
     * @author landon
     * @since 1.6.0_35
     * @version 1.0.0 2013-1-9
     * 
     */

    public class Singleton1
    {
        public static final Singleton1 instance = new Singleton1();

        // 私有改造函数
        private Singleton1()
        {
            if (instance != null)
            {
                throw new IllegalArgumentException("No exist the second instance");
            }
        }

        // 其他方法实现
        public void otherMethod()
        {
            // 
            System.out.println("call otherMethod");
        }

        @SuppressWarnings("rawtypes")
        public static void main(String args) throws Exception
        {
            Singleton1 singleton = Singleton1.instance;
            singleton.otherMethod();

            // 利用反射调用私有构造器
            Constructor[] arrayConstructor = singleton.getClass()
                    .getDeclaredConstructors();
            for (Constructor constructor : arrayConstructor)
            {            // 调用setAccessible(true);            constructor.setAccessible(true);            // 实例化,这里一定会抛出异常            constructor.newInstance();        }    }}


    package com.book.chap2.singleton;

    import java.io.Serializable;

    /**
    *
    *单例实现2
    *<p>公有的成员为静态工厂方法
    *<p>序列化时,要实现readResolve方法,防止反序列化出新的实例
    *
    *@author landon
    *@since 1.6.0_35
    *@version 1.0.0 2013-1-9
    *
    */

    public class Singleton2 implements Serializable
    {
        //私有static Instance
        private static final Singleton2 INSTANCE = new Singleton2();
       
        //私有构造函数
        private Singleton2()
        {
        }
       
        //获取单例方法
        public static Singleton2 getInstance()
        {
            return INSTANCE;
        }
       
        //其他方法
        public void otherMethod()
        {
            //
        }
       
        //必须提供该方法,以便重新指定反序列化得到的对象.
        private Object readResolve()
        {
            return INSTANCE;
        }
    }


    package com.book.chap2.singleton;

    import java.lang.reflect.Constructor;

    /**
    *
    *枚举实现单例
    *<p>目前最好的方式,避免了反射的攻击和序列化的问题
    *
    *<pre>
    *反射调用枚举私有构造函数测试结果:
    *    Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
        at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source)
        at com.book.chap2.singleton.Singleton3.main(Singleton3.java:34)
    *</pre>
    *
    *@author landon
    *@since 1.6.0_35
    *@version 1.0.0 2013-1-9
    *
    */

    public enum Singleton3 {
        INSTANCE;
       
        public void otherMethod()
        {
        }
       
        public static void main(Stringargs) throws Exception
        {
            //测试,是否可以反射生成枚举
            // 利用反射调用私有构造器
            Constructor[] arrayConstructor = Singleton3.INSTANCE.getClass().ge        tDeclaredConstructors();
    for (Constructor constructor : arrayConstructor)
            {
                // 调用setAccessible(true);
                constructor.setAccessible(true);

                // 实例化,这里一定会抛出异常
                constructor.newInstance();
            }
        }

    }
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