反射如何破坏单例模式

一个单例类：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();   

    private Singleton() {} 

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

通过反射破坏单例模式：

public class Solution {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    	// 第一个实例
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		// 通过反射得到构造器
        Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        // 第二个实例
        Singleton s2 = constructor.newInstance();
        System.out.println(s1.hashCode());
        System.out.println(s2.hashCode());
    }
}
输出结果：
5548145
3655388

结果表明s1和s2是两个不同的实例了。

通过反射获得单例类的构造函数，由于该构造函数是private的，通过setAccessible(true)指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查,使得私有的构造函数能够被访问，这样使得单例模式失效。

解决方案

如果要抵御这种攻击，要防止构造函数被成功调用两次。需要在构造函数中对实例化次数进行统计，大于一次就抛出异常。

public class Singleton {
	// 统计次数
    private static int count = 0;

    private static Singleton instance = null; 
	// 在构造方法中进行次数统计与判断
    private Singleton(){
    	// 这里加锁，防止同步操作
        synchronized (Singleton.class) {
            if(count > 0){
                throw new RuntimeException("创建了两个实例");
            }
            count++;
        }

    }

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

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        Singleton s1 = constructor.newInstance();
        Singleton s2 = constructor.newInstance();
    }

}
执行结果：
Exception in thread "main" java.lang.reflect.InvocationTargetException
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:62)
	at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
	at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:423)
	at leetcode.Solution.main(Solution.java:38)
Caused by: java.lang.RuntimeException: 创建了两个实例
	at leetcode.Solution.<init>(Solution.java:19)
	... 5 more