Spring 源码解析之防止反射和序列化破解的单例写法

朱雀 2022-11-06 00:54 122阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  使用枚举内部类的单例
         *  尝试直接通过枚举反射创建实例
         *  反编译查看枚举单例模式源码(证明其是饿汉模式)

### 使用枚举内部类的单例 ###

如下的类, 使用枚举的内部类方式创建单例. 在枚举中的构造方法创建对象 .

public class EnumStaringSingleton { 
    
        // 私有无参构造函数
        private EnumStaringSingleton() { 
        }
    
        public static EnumStaringSingleton getInstance() { 
            return ContainerHolder.HOLDER.instance;
        }
    
        private enum ContainerHolder { 
            // 保存单例对象
            HOLDER;
            private EnumStaringSingleton instance;
    
            // 枚举的构造方法, 加载的时候就创建出对象, 饿汉式写法
            ContainerHolder() { 
                instance = new EnumStaringSingleton();
            }
        }
    
    }

测试  
编写如下的测试, 分别通过类名调用静态方法, 和通过反射来创建对象.

@Test
        public void EnumStaringSingletonTest() throws Exception { 
            // 通过调用静态方法创建对象
            System.out.println(EnumStaringSingleton.getInstance());
    
            // 通过反射创建对象
            Class clazz = EnumStaringSingleton.class;
            Constructor<EnumStaringSingleton> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
            constructor.setAccessible(true);
    
            EnumStaringSingleton singleton =  constructor.newInstance();
            System.out.println(singleton.getInstance());
        }

结果如下, 可以看到是两个一样的对象.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 尝试直接通过枚举反射创建实例 ###

在EnumStaringSingleton类中, 写如下的main方法, 该方法内直接通过获取枚举的class对象, 来创建实例.

public static void main(String[] args) throws Exception{ 
            Class<ContainerHolder> clazz = ContainerHolder.class;
            Constructor<ContainerHolder> constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
            constructor.setAccessible(true);
            System.out.println(EnumStaringSingleton.getInstance());
            System.out.println(constructor.newInstance());
        }

运行后 , 报异常如下 `java.lang.NoSuchMethodException`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
原因是枚举中, 没有无参构造函数, 只有一个带参数的构造函数, String . int  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
将代码改成如下的, 带参数的  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
运行后依旧报错, `java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects` , 说明了不能通过 反射的形式, 创建枚举的对象. 说明了枚举是无法通过反射的方式去破解的  
![在这里插入图片描述][20210307103731185.png]

### 反编译查看枚举单例模式源码(证明其是饿汉模式) ###

jad 来反编译.  
下载网址 [https://varaneckas.com/jad/][https_varaneckas.com_jad]  
根据不同的操作系统进行下载. 我是windows ,因此下载第一个.虽然上面标着是要在intel平台上, 但是 我的CPU是AMD也能用.  
![20210307105248213.png][]  
下载完成后 ,解压, 可以看到jad.exe  
![20210307105427415.png][]  
要反编译EnumStaringSingleton文件, 那么首先要生成.class文件. 使用javac命令进行生成.  
执行如下的名称, 前面为文件的路径.  
`D:\mycode\spring_study\simpleframework\src\main\java\demo\pattern>javac EnumStaringSingleton.java`  
执行编译的时候有报错, `错误: 编码 GBK 的不可映射字符 (0xB0)`, 比较快的解决方式是去除中文注释.

再用jad进行反编译如下: 先传入jad.exe的路径, 再传入class文件的路径.

D:\mycode\spring_study\simpleframework\src\main\java\demo\pattern>D:\softpack\jad158g.win\jad.exe EnumStaringSingleton.class
    Parsing EnumStaringSingleton.class...Parsing inner class EnumStaringSingleton$ContainerHolder.class... Generating EnumStaringSingleton.jad

会生成一个如下的jad文件  
![在这里插入图片描述][20210307105906327.png]  
内容如下

// Decompiled by Jad v1.5.8g. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
    // Jad home page: http://www.kpdus.com/jad.html
    // Decompiler options: packimports(3) 
    // Source File Name: EnumStaringSingleton.java
    
    package demo.pattern;
    
    
    public class EnumStaringSingleton
    { 
        private static final class ContainerHolder extends Enum
        { 
    
            public static ContainerHolder[] values()
            { 
                return (ContainerHolder[])$VALUES.clone();
            }
    
            public static ContainerHolder valueOf(String s)
            { 
                return (ContainerHolder)Enum.valueOf(demo/pattern/EnumStaringSingleton$ContainerHolder, s);
            }
    
            public static final ContainerHolder HOLDER;
            private EnumStaringSingleton instance;
            private static final ContainerHolder $VALUES[];
    
            static 
            { 
                HOLDER = new ContainerHolder("HOLDER", 0);
                $VALUES = (new ContainerHolder[] { 
                    HOLDER
                });
            }
    
            private ContainerHolder(String s, int i)
            { 
                super(s, i);
                instance = new EnumStaringSingleton();
            }
        }
    
    
        private EnumStaringSingleton()
        { 
        }
    
        public static EnumStaringSingleton getInstance()
        { 
            return ContainerHolder.HOLDER.instance;
        }
    }

通过上面的内容可以看到 , 枚举ContainerHolder, 反编译后, 本质是一个静态类, 去继承了枚举  
`private static final class ContainerHolder extends Enum`  
创建单例对象是如下的静态代码块 .  
说明了枚举的单例是饿汉模式.

static 
            { 
                HOLDER = new ContainerHolder("HOLDER", 0);
                $VALUES = (new ContainerHolder[] { 
                    HOLDER
                });
            }

破解单例模式还有序列化与反序列的方式, 在反序列的时候, 再创建一个单例.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/ded23e6428a841dc850fa43720817067.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221023/f78a2887e85c4d639cb7c9f827447764.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221023/daa3d95b14924c99a7dea933cedf5d84.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221023/f3c3eda6503d4d60b7a3b80c0dc103d3.png
[20210307103731185.png]: /images/20221023/02fc618e21884666a3db940c87e4b700.png
[https_varaneckas.com_jad]: https://varaneckas.com/jad/
[20210307105248213.png]: /images/20221023/e27c1b29de7842889fe4475df94c3d60.png
[20210307105427415.png]: /images/20221023/8095d4340947477dbfeac2ba785c68d3.png
[20210307105906327.png]: /images/20221023/d75f73da4f644b93a5e2bd1f13b8dbc8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221023/074ffdf444d74ff19f11467b7c5de747.png