（单例设计模式之一）饿汉式的反射与反序列化漏洞

电玩女神 2022-09-23 03:59 133阅读 0赞

1.闲话少说，直接上代码。

import java.io.Serializable;  
//饿汉式  
public class Singleton01 implements Serializable\{  
//1.私有的属性  
private static Singleton01 instance=new Singleton01();  
//2.私有的构造器  
private Singleton01()\{\}  
//3.共有的get()方法  
public static Singleton01 getInstance()\{//这里不需要加同步块synchronized  
return instance;  
\}  
\}

为什么不需要加同步块？这里插播一条短消息

1． 饿汉式是天然的线程安全的，因此不需要加线程锁。饿汉式之所以是天然的线程安全，是因为：

一个字节码文件被加载到内存会经历以下过程：

1、链接（1、验证2、准备3、解析）

2、初始化

3、使用

4、卸载

初始化是执行类构造器<clinit>()方法的过程。类构造器<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋 值动作和静态语句块(static)中的语句合并产生的。在这个过程中instance已经被实例化了。并且虚拟机JVM会保证一个类 的<clinit>()方法在多线程的环境中被正确加锁和同步。因此他是天然线程安全的。

2.下面代码分析如何使用反射破解懒汉式:

public class Singletons\_Test\_02 \{  
  
public static void main(String\[\] args) throws Exception \{

Class<Singleton01> clazz = (Class<Singleton01>) Class.forName("com.shc.singleton.Singleton01");  
Constructor<Singleton01> c = clazz.getDeclaredConstructor(null);//获得无参构造器  
c.setAccessible(true);//跳过权限检查，访问私有的构造器  
Singleton01 s3 = c.newInstance();  
Singleton01 s4 = c.newInstance();  
System.out.println(s3);  
System.out.println(s4);

此时输出s3与s4的哈希值是相等的。代表不是同一个对象，饿汉式单例通过反射破解完成。

3.下面分析饿汉式如何避免反射漏洞？

public class Singleton1 \{  
  
//1.私有的属性  
private static Singleton1 instance=new Singleton1();  
//2.私有的构造器  
private Singleton1()\{  
if (null != instance) \{  
throw new RuntimeException();  
\}  
\}  
//3.共有的get()方法  
public static Singleton1 getInstance()\{//天然的线程安全，不需要加同步块，因此调用效率高  
return instance;  
\}  
\}

在私有的构造器中加一个判断，判断要创建的对象是否存在，如果不存在再创建，已存在就抛出运行时异常。

4.下面利用序列化与反序列化漏洞破解饿汉式单例

public class Singletons\_Test\_03 \{  
  
public static void main(String\[\] args) throws Exception \{

Singleton01 s1 = Singleton01.getInstance();  
Singleton01 s2 = Singleton01.getInstance();  
System.out.println(s1);  
System.out.println(s2);  
  
//序列化  
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("../a.txt");  
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);  
oos.writeObject(s1);  
oos.close();  
fos.close();  
  
//反序列化  
ObjectInputStream ois =new ObjectInputStream(new FileInputStream("../a.txt"));  
Singleton01 s3 = (Singleton01) ois.readObject();  
System.out.println(s3);

5.破解饿汉式反序列化漏洞

public class Singleton11 implements Serializable\{  
//1.私有的属性  
private static Singleton11 instance=new Singleton11();  
//2.私有的构造器  
private Singleton11()\{\}  
//3.共有的get()方法  
public static Singleton11 getInstance()\{  
return instance;  
\}  
//反序列化时(加这个方法可以防止反序列化漏洞)  
private Object readResolve() throws ObjectStreamException\{  
return instance;  
\}  
\}

以上demo较为简单，不做深入研究，设计模式体验重在应用。