Java枚举实现单例模式原理

Posted 2022-06-03 Jason_Lee155

单例的枚举实现在《Effective Java》中有提到，因为其功能完整、使用简洁、无偿地提供了序列化机制、在面对复杂的序列化或者反射攻击时仍然可以绝对防止多次实例化等优点，单例的枚举类型被作者认为是实现Singleton的最佳方法。

其实现非常简单，如下：

public enum Singleton 
    INSTANCE;
    private Singleton() 

举例

我们用一个枚举实现单个数据源例子来简单验证一下：声明一个枚举，用于获取数据库连接。

public enum DataSourceEnum 
    DATASOURCE;
    private DBConnection connection = null;
    private DataSourceEnum() 
        connection = new DBConnection();
    
    public DBConnection getConnection() 
        return connection;
    
  

模拟一个数据库连接类：

public class DBConnection  

测试通过枚举获取的实例是否相同：

 public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        DBConnection con1 = DataSourceEnum.DATASOURCE.getConnection();
        DBConnection con2 = DataSourceEnum.DATASOURCE.getConnection();
        System.out.println(con1 == con2);
    

输出结果为：true  结果表明两次获取返回了相同的实例。

分析

下面深入了解一下为什么枚举会满足线程安全、序列化等标准。

在JDK5 中提供了大量的语法糖，枚举就是其中一种。
所谓 语法糖（Syntactic Sugar），也称糖衣语法，是由英国计算机学家 Peter.J.Landin 发明的一个术语，指在计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是但是更方便程序员使用。只是在编译器上做了手脚，却没有提供对应的指令集来处理它。

// 首先

public enum SingletonEnum
                SINGLETON;
              

// 的实质是：

public enum SingletonEnum
                SINGLETON;
                ......
                private SingletonEnum()......
              

Enum其实就是一个普通的类，它继承自java.lang.Enum类。

public enum DataSourceEnum 
    DATASOURCE;
  

把上面枚举编译后的字节码反编译，得到的代码如下：

public final class DataSourceEnum extends Enum<DataSourceEnum> 
      public static final DataSourceEnum DATASOURCE;
      public static DataSourceEnum[] values();
      public static DataSourceEnum valueOf(String s);
      static ;

由反编译后的代码可知，DATASOURCE 被声明为 static 的，根据在 单例模式-饿汉式与类加载 中所描述的类加载过程，可以知道虚拟机会保证一个类的<clinit>() 方法在多线程环境中被正确的加锁、同步。所以，枚举实现是在实例化时是线程安全。

接下来看看序列化问题：

Java规范中规定，每一个枚举类型及其定义的枚举变量在JVM中都是唯一的，因此在枚举类型的序列化和反序列化上，Java做了特殊的规定。

在序列化的时候Java仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中，反序列化的时候则是通过 java.lang.Enum 的 valueOf() 方法来根据名字查找枚举对象。

也就是说，以下面枚举为例，序列化的时候只将 DATASOURCE 这个名称输出，反序列化的时候再通过这个名称，查找对于的枚举类型，因此反序列化后的实例也会和之前被序列化的对象实例相同。

public enum DataSourceEnum 
    DATASOURCE;
  

由此可知，枚举天生保证序列化单例。