单例模式常用写法总结

Posted 2021-03-06 ledphz

目录

• 引言
• 三种方法比较
• 双检锁写法
  • 为什么双检锁要加volatile
• 静态内部类写法
• 枚举写法
• 防序列化攻击处理
• 防反射攻击处理
• 参考

引言

《创建单例模式的x种方法》在网上已经烂大街了，但这么多方式，会加重我的记忆负担，所以还得做个比较，把知识点浓缩一下，最终列出了三个比较常见的方法（其实是两个，只有静态内部类和枚举没有隐患，双检锁是有隐患的，请看下文中的防反射攻击处理一节）

三种方法比较

如果想要懒加载：

我更推荐静态内部类，因为细节少，写法简单，不容易错。

如果不想要懒加载：

推荐枚举，自带防反射攻击和防序列化攻击，写法简单。

双检锁写法

public class DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST {
    private volatile static DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST Instance = null;
    
    private DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST(){}
    
    public static DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST getInstance(){
        if(Instance == null){
            synchronized (DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST.class){
                if(Instance == null){
                    Instance = new DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST();
                }
            }
        }
        return Instance;
    }
}

两个关键点，一是volatile防止指令重排，二是synchronized给类上锁

为什么双检锁要加volatile

因为 Instance = new Point(200,1); 这句话不是原子指令，其实有三步：

1.分配对象内存；

2.调用构造器，执行初始化；

3.将对象引用赋值给变量。

其中2和3可能发生指令重排，在并发环境下，线程A可能会先执行1和3，这时恰好切换到线程B，这时线程B就会看到一个不为null，但是没有完成初始化的对象，此时线程B访问这个对象就会发生异常。(详细请看双重检查锁单例模式为什么要用volatile关键字？)

静态内部类写法

public class STATIC_TEST {
    private static class STATIC_HOLDER{
        private static final STATIC_TEST Instance = new STATIC_TEST();
    }
    STATIC_TEST(){}
    public static final STATIC_TEST getInstance(){
        return STATIC_HOLDER.Instance;
    }
}

枚举写法

enum  ENUM_TEST {
    SINGLETON;
    public void doSomething() {
        System.out.println("doSomething");
    }
}

防序列化攻击处理

在单例类中加上readResolve()方法。

private Object readResolve(){
        return Instance;
    }

防反射攻击处理

在构造函数中加入检查。如果发现已经创建过，则不再创建。以双检锁为例：

private DOUBLE_CHECK_LOCK_TEST(){
        if(Instance != null){
            System.out.println("发现反射攻击，不许创建新实例！");
            throw new IllegalStateException();
        }
    }

但是在《Java单例---反射攻击单例和解决方法》这篇文章中指出：

如果先通过正常的获取手段获取实例，再进行反射攻击获取实例，此时是能防得住反射攻击的。

但如果反过来，先进行反射攻击获取实例，再通过正常的获取手段获取实例，得到的两个结果不同。也就是说，对于双检锁来说，这种处理依旧不能防止反射攻击，网上的部分博客都是错的。

还有一种尝试解决这种反射攻击的是：在单例里面加标识属性，如果实例化之后，标识改变，在构造器里面判断标识改变就抛异常，和上面这种气势差不多，但是没用的，反射可以把构造器的权限放开，同样可以把属性的权限放开，并且修改属性值，所以这种方式也是不行的。

但是这种处理在静态内部类中，却不会产生上面双检锁出现的"先进行反射攻击获取实例，再通过正常的获取手段获取实例，得到的两个结果不同"的情况。

STATIC_TEST(){
        if(STATIC_HOLDER.Instance != null){
            System.out.println("发现反射攻击，不许创建新实例！");
            throw new IllegalStateException();
        }
    }

具体原因我还没弄清楚，希望看到的朋友可以解答一下。

参考

双重检查锁单例模式为什么要用volatile关键字？

Java单例---反射攻击单例和解决方法