首先来写一个单例的类:
code 1
package com.hollis;
import java.io.Serializable;
/**
* Created by hollis on 16/2/5.
* 使用双重校验锁方式实现单例
*/
public class Singleton implements Serializable{
private volatile static Singleton singleton;
privateSingleton(){}
publicstaticSingleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
接下来是一个测试类:
code 2
package com.hollis;
import java.io.*;
/**
* Created by hollis on 16/2/5.
*/
public class SerializableDemo1 {
//为了便于理解,忽略关闭流操作及删除文件操作。真正编码时千万不要忘记
//Exception直接抛出
publicstaticvoid main(String[] args)throwsIOException,ClassNotFoundException {
//Write Obj to file
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
oos.writeObject(Singleton.getSingleton());
//Read Obj from file
File file = new File("tempFile");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Singleton newInstance = (Singleton) ois.readObject();
//判断是否是同一个对象
System.out.println(newInstance == Singleton.getSingleton());
}
}
//false
输出结构为false,说明:
通过对Singleton的序列化与反序列化得到的对象是一个新的对象,这就破坏了Singleton的单例性。
这里,在介绍如何解决这个问题之前,我们先来深入分析一下,为什么会这样?在反序列化的过程中到底发生了什么。
ObjectInputStream
对象的序列化过程通过ObjectOutputStream和ObjectInputputStream来实现的,那么带着刚刚的问题,分析一下ObjectInputputStream 的
readObject
方法执行情况到底是怎样的。为了节省篇幅,这里给出ObjectInputStream的
readObject
的调用栈:
这里看一下重点代码,
readOrdinaryObject
方法的代码片段: code 3private Object readOrdinaryObject(boolean unshared)
throws IOException
{
//此处省略部分代码
Object obj;
try {
obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null;
} catch (Exception ex) {
throw (IOException) new InvalidClassException(
desc.forClass().getName(),
"unable to create instance").initCause(ex);
}
//此处省略部分代码
if (obj != null &&
handles.lookupException(passHandle) == null &&
desc.hasReadResolveMethod())
{
Object rep = desc.invokeReadResolve(obj);
if (unshared && rep.getClass().isArray()) {
rep = cloneArray(rep);
}
if (rep != obj) {
handles.setObject(passHandle, obj = rep);
}
}
return obj;
}
code 3 中主要贴出两部分代码。先分析第一部分:
code 3.1
Object obj;
try {
obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null;
} catch (Exception ex) {
throw (IOException) new InvalidClassException(desc.forClass().getName(),"unable to create instance").initCause(ex);
}
这里创建的这个obj对象,就是本方法要返回的对象,也可以暂时理解为是ObjectInputStream的
readObject
返回的对象。isInstantiable:如果一个serializable/externalizable的类可以在运行时被实例化,那么该方法就返回true。针对serializable和externalizable我会在其他文章中介绍。 desc.newInstance:该方法通过反射的方式调用无参构造方法新建一个对象。
所以。到目前为止,也就可以解释,为什么序列化可以破坏单例了?
答:序列化会通过反射调用无参数的构造方法创建一个新的对象。
那么,接下来我们再看刚开始留下的问题,如何防止序列化/反序列化破坏单例模式。
防止序列化破坏单例模式
先给出解决方案,然后再具体分析原理:
只要在Singleton类中定义
readResolve
就可以解决该问题:code 4
package com.hollis;
import java.io.Serializable;
/**
* Created by hollis on 16/2/5.
* 使用双重校验锁方式实现单例
*/
public class Singleton implements Serializable{
private volatile static Singleton singleton;
privateSingleton(){}
publicstaticSingleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
privateObject readResolve() {
return singleton;
}
}
还是运行以下测试类:
package com.hollis;
import java.io.*;
/**
* Created by hollis on 16/2/5.
*/
public class SerializableDemo1 {
//为了便于理解,忽略关闭流操作及删除文件操作。真正编码时千万不要忘记
//Exception直接抛出
publicstaticvoid main(String[] args)throwsIOException,ClassNotFoundException {
//Write Obj to file
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
oos.writeObject(Singleton.getSingleton());
//Read Obj from file
File file = new File("tempFile");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Singleton newInstance = (Singleton) ois.readObject();
//判断是否是同一个对象
System.out.println(newInstance == Singleton.getSingleton());
}
}
//true
本次输出结果为true。具体原理,我们回过头继续分析code 3中的第二段代码:
code 3.2
if (obj != null &&
handles.lookupException(passHandle) == null &&
desc.hasReadResolveMethod())
{
Object rep = desc.invokeReadResolve(obj);
if (unshared && rep.getClass().isArray()) {
rep = cloneArray(rep);
}
if (rep != obj) {
handles.setObject(passHandle, obj = rep);
}
}
hasReadResolveMethod
:如果实现了serializable 或者 externalizable接口的类中包含readResolve
则返回trueinvokeReadResolve
:通过反射的方式调用要被反序列化的类的readResolve方法。所以,原理也就清楚了,主要在Singleton中定义readResolve方法,并在该方法中指定要返回的对象的生成策略,就可以防止单例被破坏。
总结
在涉及到序列化的场景时,要格外注意他对单例的破坏。
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