通过反射创建单例模式的另一个实例

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单例模式是最常见的一个模式，在java中单例模式大量被使用。关于单例模式的实现场景可查看java单例模式。今天介绍如何利用反射来创建单例模式的另一个实例，以及枚举实现单例模式规避反射的原理。

一. 反射创建单例模式的另一个实例

1. 实现一个单例模式

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package com.zhonghq.reflection;

public class SingleTon {
    private static SingleTon instance = null;
    private SingleTon(){}
    
    public static SingleTon getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new SingleTon();
        }
        
        return instance;
    }
    
    public void single(){
        System.out.println("single single");
    }   
}

2. 使用SingleTon

我们通过正常方式实例化SingleTon，同时通过反射获取SingleTon的instance，对比它们的地址，如果地址不同就表明另一个实例创建成功。

实现代码如下：

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package com.zhonghq.reflection;

import java.lang.reflect.AccessibleObject;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 正常使用单例模式    
        SingleTon singleTon = SingleTon.getInstance();
        System.out.println("正常使用singleTon："  + singleTon);
        singleTon.single();
        
        // 使用反射获取instance
        Class class1 = Class.forName("com.zhonghq.reflection.SingleTon");
        Constructor[]  constructors = class1.getDeclaredConstructors();
        AccessibleObject.setAccessible(constructors, true);
        
        for (Constructor c : constructors){
            if (c.isAccessible()){
                Object classObject  = c.newInstance();
                System.out.println("反射使用singleTon：" + classObject);
                Method method = class1.getMethod("single");
                method.invoke(classObject);
            }
        }   
    }
}

运行，得到以下结果：

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正常使用singleTon：com.zhonghq.reflection.SingleTon@728edb84
single single
反射使用singleTon：com.zhonghq.reflection.SingleTon@edf1de
single single

可以看到两个地址明显不同，另一个实例创建成功。

二. 枚举方式规避原理

我们同样以代码来查看

1. 实现枚举单例

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package com.zhonghq.reflection;

public enum EnumSingleTon {
    instance;
    
    public void single(){
        System.out.println("enum single");
    }
}

2. 使用SingleTon

修改示例一中使用SingleTon的代码

Class class1 = Class.forName("com.zhonghq.reflection.SingleTon");

修改为：

Class class1 = Class.forName("com.zhonghq.reflection.EnumSingleTon");

其他不变，运行，结果如下：

正常使用singleTon：com.zhonghq.reflection.SingleTon@728edb84
single single
Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
    at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:521)
    at com.zhonghq.reflection.Main.main(Main.java:19)

可以看出反射方式执行失败了，抛出了IllegalArgumentException，另一个实例的创建失败。

那么为什么呢？
查看异常我们发现问题出在代码Object classObject = c.newInstance(); 该代码是使用java.lang.reflect.Constructor的newInstance()方法实现的，查看该方法的实现我们发现其禁止了通过反射构造枚举对象，代码如下；

if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)   
    throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");