一篇文章教你使用枚举来实现java单例模式

2024-04-02 19:04:59 438人浏览安东尼

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摘要

目录传统的单例写法解决了什么问题仍然存在的问题为什么枚举就没有问题总结传统的单例写法解决了什么问题首先，在大多数情况下(不包含面试)，传统的单例写法已经完全够用了。通过 synch

传统的单例写法解决了什么问题

首先，在大多数情况下(不包含面试)，传统的单例写法已经完全够用了。通过 synchronized 关键字解决了多线程并发使用。


    public synchronized static SingleClassV1 getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SingleClassV1();
        }
        return instance;
    }

考虑到每次获取单例对象都需要加锁，解锁。又有人发明了双重锁校验 + volatile 关键字模式：


    private static volatile SingleClassV2 instance;
    public static SingletonV2 getInstance() {
         if(instance == null){
             synchronized (SingletonV2.class){
                 if(instance == null){
                     instance = new SingletonV2();
                 }
             }
         }
         return instance;
     }

另外一种为了解决单例被重复初始化的写法：利用类只会被初始化一次的特性，又有人发明出来一种内部类单例的写法。


     private static class SingletonHolder {
         private static final SingletonV3 INSTANCE = new SingletonV3();
     }
     public static final SingletonV3 getInstance() {
         return SingletonHolder.INSTANCE;
     }

仍然存在的问题

由于 java 中有反射 api 这种变态的存在，以上所有的私有构造方法在反射面前都是毛毛雨。


    Class<?> clazzV2 = Class.forName(SingleClassV2.class.getName());
    Constructor<?> constructor = clazzV2.getDeclaredConstructors()[0];
    constructor.setAccessible(true);
    Object o = constructor.newInstance();

看来私有方法是防君子不防小人

为什么枚举就没有问题

我们来先看一下基于枚举的单例是什么样的。


public enum SingleClassV4 {
    INSTANCE;
    public String doSomeThing(){
        return "hello world";
    }
}

当然，从 java 代码是看不出来任何端倪的。再使用 javap 看一下字节码。


public final class git.frank.SingleClassV4 extends java.lang.Enum<git.frank.SingleClassV4>
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER, ACC_ENUM

可以发现，枚举类型会帮我们自动继承 java.lang.Enum 类。并且，在 flags 中该类被添加了 ACC_ENUM 标识。然后，再看一下枚举类的构造方法：


  private git.frank.SingleClassV4();
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)V
    flags: ACC_PRIVATE
    Code:
      stack=3, locals=3, args_size=3
         0: aload_0
         1: aload_1
         2: iload_2
         3: invokespecial #6                  
         // Method java/lang/Enum."<init>":(Ljava/lang/String;I)V
         6: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       7     0  this   Lgit/frank/SingleClassV4;
    Signature: #29                          // ()V

枚举类也是要有构造方法的，而且也和普通的类没什么不同，也一样可以通过反射获取到：

接下来，让我们通过反射 invoke 一下他的构造方法看看会发生什么：


constructor.newInstance();

结果如下：

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:417)

通过看 newInstance 方法代码的话，就很容易知道原因了：


    public T newInstance(Object ... initargs)
        throws InstantiationException, IllegalAccessException,
               IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
        ...
        if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
            throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
        ...
        T inst = (T) ca.newInstance(initargs);
        return inst;
    }

java 的反射 API 在创建对象实例是判断了当前类是否是枚举类型，否则就抛异常出来。