如何防止单例模式被破坏

「这是我参与2022首次更文挑战的第8天，活动详情查看：2022首次更文挑战」。 在我们使用单例模式的过程中，可以通过使用反射，序列化，克隆来破坏单例模式，那么我们应该使用什么方式来防止单例模式被破坏呢？

一、如何防止反射破坏单例

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    PreventReflectSingle singleA = PreventReflectSingle.getInstance();
    Class<?> clazz = Class.forName("com.cn.model.pr.PreventReflectSingle");
    Constructor<?> declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
    declaredConstructor.setAccessible(true);
    PreventReflectSingle singleB = (PreventReflectSingle) declaredConstructor.newInstance();
    System.out.println(singleA);
    System.out.println(singleB);
    System.out.println(singleA==singleB);
}

可以看到在构造方法中进行了判断，如果preventReflectSingle已经存在，直接抛出异常。阻止我们通过反射绕过私有构造方法创建对象。一旦我们通过反射，修改访问权限，然后创建对象，就会直接抛出异常(注意此处存在线程安全问题，可能另一个线程在调用getInstance方法初始化对象的时候，一个线程通过反射创建对象，导致出现两个实例)。

二、如何防止克隆破坏单例

public static void main(String[] args) {
    PreventCloneSingle singleA = PreventCloneSingle.getInstance();
    PreventCloneSingle singleB = (PreventCloneSingle) singleA.clone();
    System.out.println(singleA);
    System.out.println(singleB);
    System.out.println(singleA==singleB);
}

此处怎么防止克隆破坏单例呢，我们知道克隆对象就是调用clone方法，那么我们只需要让方法直接返回已经创建的对象，而不是复制一个对象，不就可以有效防止通过克隆创建对象，从而打破单例的情况了吗，从下图的结果中我们可以看到，我们最后得到的是同一个对象。

三、如何防止序列化破坏单例

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
    PreventSerializeSingle singleA = PreventSerializeSingle.getInstance();
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("temp"));
    objectOutputStream.writeObject(singleA);
    File file = new File("temp");
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
    PreventSerializeSingle singleB = (PreventSerializeSingle) objectInputStream.readObject();
    System.out.println(singleA);
    System.out.println(singleB);
    System.out.println(singleA==singleB);
}

把对象序列化回来时，调用readObject方法，而在readObject方法的实现中，会判断这个对象自身是否有readResolve方法，如果没有此方法时，会直接返回之前新创建的对象，如果有这个方法，会按照这个方法执行的结果返回对象。此处我们直接让这个方法返回我们我们定义的静态变量，如果为空，最后的结果也是null，如果已经初始化，反序列化回来的结果与之前获得的对象是一致的，如下图所示，序列化前后是同一对象，我们成功的阻止了单例被破坏。