Java序列化如何保证单例

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mob64ca12f24f3a 2024-03-15 04:44:50 ©著作权

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Java序列化如何保证单例

在Java中，单例模式是一种常见的设计模式，它用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。然而，当我们使用Java序列化时，会面临一个问题：序列化会破坏单例模式。因为在反序列化时，会创建一个新的实例。为了保证单例模式在序列化和反序列化过程中仍然有效，我们可以通过实现特定的方法和使用特定的关键字来解决这个问题。

单例模式的序列化问题

当一个类实现了Serializable接口时，该类的对象可以被序列化和反序列化。然而，如果一个单例类实现了Serializable接口，那么在反序列化时，会创建一个新的实例，破坏了单例模式的初衷。为了解决这个问题，我们需要在单例类中增加一个特殊的方法。

实现Serializable的单例类

下面是一个使用懒汉式实现的单例类Singleton：

public class Singleton implements Serializable {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

    protected Object readResolve() {
        return instance;
    }
}

在上面的代码中，我们增加了一个readResolve方法，这个方法会在反序列化时被调用，返回单例实例。这样就可以确保反序列化时不会创建新的实例。

序列化和反序列化测试

import java.io.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();

        // 序列化
        try {
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("singleton.ser"));
            out.writeObject(instance1);
            out.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 反序列化
        Singleton instance2 = null;
        try {
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("singleton.ser"));
            instance2 = (Singleton) in.readObject();
            in.close();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 检查是否为同一个实例
        System.out.println("instance1 hashCode: " + instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2 hashCode: " + instance2.hashCode());
        System.out.println("Is same instance: " + (instance1 == instance2));
    }
}

在上面的测试代码中，我们序列化了一个Singleton对象，并反序列化得到了一个新的对象，然后比较它们的hashCode和是否为同一个实例。经过测试，输出结果应该是一样的。

状态图

下面是一个表示单例模式序列化过程的状态图：

stateDiagram
    [*] --> NotInitialized
    NotInitialized --> Initialized : getInstance()
    Initialized --> Initialized : getInstance()
    Initialized --> [*] : resetInstance()

在状态图中，初始状态是NotInitialized，当调用getInstance方法时，会从NotInitialized状态转变为Initialized状态，然后可以继续调用getInstance方法来获得单例实例。如果调用resetInstance方法，会将单例实例重置为null，重新回到初始状态。