反射、枚举与单例

通常我们所使用的单例模式，我们都可以使用反射使它不再单例，如下饿汉式的单例模式：

public final class Singleton { private static final Singleton instance=new Singleton(); private Singleton(){ public static Singleton getInstance(){ return instance; } }

测试案例如下：

Singleton singleton1=Singleton.getInstance(); Singleton singleton2=Singleton.getInstance(); Constructor<Singleton> constructor=Singleton.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); Singleton singleton3=constructor.newInstance(); System.out.println(singleton1); System.out.println(singleton2); System.out.println(singleton3); System.out.println(singleton1==singleton2); System.out.println(singleton1==singleton3);

其中singleton1、singleton2都是通过我们所实现的单例模式来获取的对象，他们应该是同一个对象，singleton3则是通过反射获取无参构造器，constructor.setAccessible(true)来获取访问权限，最后通过无参构造器来创建一个对象singleton3，singleton3和上述两者应该不是同一个对象，测试结果如下：

com.lg.design.singleton.hungry.Singleton@15e3d24a com.lg.design.singleton.hungry.Singleton@15e3d24a com.lg.design.singleton.hungry.Singleton@20030380 true false

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所以说通常我们所使用的单例模式，我们都可以使用反射使它不再单例。然而单例使用枚举的话，却可以避免被反射。 单例如下：

public enum Singleton { instance; private Singleton(){} }

反射如下：

Singleton singleton1=Singleton.instance; Singleton singleton2=Singleton.instance; Constructor<Singleton> constructor=Singleton.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); Singleton singleton3=constructor.newInstance(); System.out.println(singleton1); System.out.println(singleton2); System.out.println(singleton3); System.out.println(singleton1==singleton2); System.out.println(singleton1==singleton3);

然后就报错：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: com.lg.design.singleton.enumsingleton.Singleton.<init>() at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:2849) at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2053) at com.lg.design.singleton.enumsingleton.Test.main(Test.java:14)

没有这个无参构造器，通过调试Singleton.class.getDeclaredConstructors()获取所有构造器，会发现并没有我们所设置的无参构造器，只有一个参数为（String.class,int.class）构造器，然后我们就可以明白了，这里的参数其实就是枚举的名字和所在枚举中位置，即枚举的name和ordinal两个属性，枚举的源码如下：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> implements Comparable<E>, Serializable { private final String name; public final String name() { return name; } private final int ordinal; public final int ordinal() { return ordinal; } protected Enum(String name, int ordinal) { this.name = name; this.ordinal = ordinal; } public String toString() { return name; } //略 }

枚举Enum是一个抽象类，一个类一旦声明为枚举，其实就是继承了Enum，所以会有（String.class,int.class）的构造器（就是父类Enum的构造器）,具体的原理可以根据生成的字节码反编译后得知，可以参考这篇文章http://pf-miles.iteye.com/blog/187155#bc2340028。 既然是可以获取到父类Enum的构造器，那我们就使用该构造器看能不能创建出对象：

Singleton singleton1=Singleton.instance; Singleton singleton2=Singleton.instance; Constructor<Singleton> constructor=Singleton.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); //Constructor<Singleton> constructor=Singleton.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); Singleton singleton3=constructor.newInstance("otherInstance",9); //Singleton singleton3=constructor.newInstance(); System.out.println(singleton1); System.out.println(singleton2); System.out.println(singleton3); System.out.println(singleton1==singleton2); System.out.println(singleton1==singleton3);

然后也报错：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:521) at com.lg.design.singleton.enumsingleton.Test.main(Test.java:16)

之前的错是说没有构造器，这次我们能够拿到构造器了，只是在使用构造器执行newInstance(“otherInstance”,9)方法时抛出异常，说不能够反射枚举，具体源码如下：

public T newInstance(Object ... initargs) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException { if (!override) { if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) { Class<?> caller = Reflection.getCallerClass(); checkAccess(caller, clazz, null, modifiers); } } //我们关注的重点，如果类含有ENUM修饰，调用该方法时直接报错 if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0) throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects"); ConstructorAccessor ca = constructorAccessor; // read volatile if (ca == null) { ca = acquireConstructorAccessor(); } return (T) ca.newInstance(initargs); }

也就是说反射在通过newInstance创建对象时，会检查该类是否是枚举类，如果是，则抛出异常，反射失败。 也就是说使用枚举可以避免被反射，从而可以达到单例的效果。