文章來(lái)源于公眾號(hào)程序員面試現(xiàn)場(chǎng) 蔽氨，作者面試現(xiàn)場(chǎng)
單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)模式之一。是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式帆疟。他的定義為：保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例鹉究，并提供一個(gè)訪問(wèn)它的全局訪問(wèn)點(diǎn)。
單例模式一般體現(xiàn)在類聲明中踪宠，單例的類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對(duì)象自赔，同時(shí)確保只有單個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建。這個(gè)類提供了一種訪問(wèn)其唯一的對(duì)象的方式柳琢，可以直接訪問(wèn)绍妨，不需要實(shí)例化該類的對(duì)象。
但是其實(shí)柬脸，單例并不是完完全全安全的他去，也是有可能被破壞的。
以下倒堕，是一次面試現(xiàn)場(chǎng)的還原孤页，之所以會(huì)聊到這個(gè)話題，是因?yàn)槊嬖嚬賳?wèn)了我很多關(guān)于單例模式的問(wèn)題涩馆，我回答的還可以行施，之后面試官隨口問(wèn)了一句"單例絕對(duì)安全嗎？"魂那，緊接著發(fā)生了如下對(duì)話：
**Q：****單例模式絕對(duì)安全嗎蛾号？ **
A：（這個(gè)問(wèn)題我知道，別想難倒我）不一定的涯雅，其實(shí)單例也是有可能被破壞的鲜结？
**Q：****哦？怎么說(shuō)？ **
A：單例模式其實(shí)是對(duì)外隱藏了構(gòu)造函數(shù)精刷，保證用戶無(wú)法主動(dòng)創(chuàng)建對(duì)象拗胜。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怒允？埂软？
A：有一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方式，那就是反射纫事。
反射破壞單例
我們先來(lái)一個(gè)比較常見(jiàn)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(gè)單例模式提供了一個(gè)private類型的構(gòu)造函數(shù)勘畔，正常情況下，我們無(wú)法直接調(diào)用對(duì)象的私有方法丽惶。但是反射技術(shù)給我們提供了一個(gè)后門(mén)炫七。
如下代碼，我們通過(guò)反射的方式獲取到Singleton的構(gòu)造函數(shù)钾唬，設(shè)置其訪問(wèn)權(quán)限万哪，然后通過(guò)該方法創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象：
import java.lang.reflect.Constructor;
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
try {
Class<Singleton> singleClass = (Class<Singleton>)Class.forName("com.dev.interview.Singleton");
Constructor<Singleton> 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(guò)發(fā)射的方式即可獲取到一個(gè)新的單例對(duì)象抡秆，這就破壞了單例奕巍。
Q：那這種破壞單例的情況，有辦法避免嗎琅轧？A：其實(shí)是可以的伍绳，只要我們?cè)跇?gòu)造函數(shù)中加一些判斷就行了踊挠。
如下方式乍桂，我們?cè)赟ingleton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(guò)反射調(diào)用構(gòu)造方法的時(shí)候效床，就會(huì)拋出異常：
Caused by: java.lang.RuntimeException: Singleton constructor is called...
序列化破壞單例
Q：嗯嗯睹酌，挺不錯(cuò)的，那我們換個(gè)問(wèn)題吧剩檀。A：（這部分面試官在猶豫問(wèn)我什么問(wèn)題憋沿，我主動(dòng)提醒了他一句）其實(shí)，除了反射可以破壞單例沪猴，還有一種其他方式也可以的辐啄。Q：嗯，那你就說(shuō)說(shuō)還有什么方式吧 A：其實(shí)通過(guò)序列化+反序列化的方式也是可以破壞單例的运嗜。
如以下代碼壶辜，我們通過(guò)先將單例對(duì)象序列化后保存到臨時(shí)文件中，然后再?gòu)呐R時(shí)文件中反序列化出來(lái)：
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(gè)對(duì)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
如上担租，通過(guò)先序列化再反序列化的方式砸民，可獲取到一個(gè)新的單例對(duì)象，這就破壞了單例。
因?yàn)樵趯?duì)象反序列化的過(guò)程中岭参，序列化會(huì)通過(guò)反射調(diào)用無(wú)參數(shù)的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象反惕，所以，通過(guò)反序列化也能破壞單例演侯。
Q：那這種破壞單例的情況姿染，也同樣有辦法避免嗎？A：當(dāng)然也有了蚌本。只要修改下反序列化策略就好了盔粹。
只需要在Sinleton中增加readResolve方法，并在該方法中指定要返回的對(duì)象的生成策略幾可以了程癌。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(wèn)題了呢舷嗡？A：因?yàn)榉葱蛄谢^(guò)程中，在反序列化執(zhí)行過(guò)程中會(huì)執(zhí)行到ObjectInputStream#readOrdinaryObject方法嵌莉，這個(gè)方法會(huì)判斷對(duì)象是否包含readResolve方法进萄，如果包含的話會(huì)直接調(diào)用這個(gè)方法獲得對(duì)象實(shí)例。
Q：那如果沒(méi)有readResolve方法的話锐峭，反序列化的時(shí)候會(huì)怎么創(chuàng)建對(duì)象呢中鼠？A：當(dāng)然也是反射咯。Q：那前面不是說(shuō)使用反射的情況沿癞，直接在構(gòu)造函數(shù)拋異常不就行了嗎援雇？A：這個(gè)我還真試過(guò)，其實(shí)是不行的椎扬，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(gè)惫搏，反序列化用到的構(gòu)造器并不會(huì)調(diào)用到我們對(duì)象中的構(gòu)造函數(shù)…balabala…（我也不知道面試官聽(tīng)不聽(tīng)得懂，感覺(jué)是沒(méi)聽(tīng)懂…） Q：哦蚕涤。OK吧筐赔，請(qǐng)問(wèn)你什么時(shí)候可以來(lái)上班？
不久之后揖铜，我入職了這家公司茴丰，在一次和當(dāng)初的面試官聊天的時(shí)候，他無(wú)意間和我說(shuō)：當(dāng)時(shí)我面試你的時(shí)候天吓，關(guān)于單例的破壞那幾個(gè)問(wèn)題贿肩，其實(shí)最開(kāi)始我只是隨口一問(wèn)，沒(méi)想到你給我吹水了20分鐘…當(dāng)時(shí)我就覺(jué)得你這家伙是個(gè)可造之材龄寞。
隨口一問(wèn)…
