✅为什么说枚举是实现单例最好的方式?

典型回答

《Effective Java》一书中,明确表达过一种观点:

使用枚举实现单例的方法虽然还没有广泛采用,但是单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。

究其原因,主要有以下三个好处:

1、枚举实现的单例写法简单

2、枚举实现的单例天然是线程安全的

3、枚举实现的单例可避免被反序列化破坏

扩展知识

枚举单例写法简单

如果你看过《单例模式的多种写法》中的实现单例的所有方式的代码,那就会发现,各种方式实现单例的代码都比较复杂。主要原因是在考虑线程安全问题。

我们简单对比下“双重校验锁”方式和枚举方式实现单例的代码。

“双重校验锁”实现单例:

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}

枚举实现单例:

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

相比之下,你就会发现,枚举实现单例的代码会精简很多。

上面的双重锁校验的代码之所以很臃肿,是因为大部分代码都是在保证线程安全。为了在保证线程安全和锁粒度之间做权衡,代码难免会写的复杂些。但是,这段代码还是有问题的,因为他无法解决反序列化会破坏单例的问题。

枚举可解决线程安全问题

上面提到过。使用非枚举的方式实现单例,都要自己来保证线程安全,所以,这就导致其他方法必然是比较臃肿的。那么,为什么使用枚举就不需要解决线程安全问题呢?

其实,并不是使用枚举就不需要保证线程安全,只不过线程安全的保证不需要我们关心而已。也就是说,其实在“底层”还是做了线程安全方面的保证的。

那么,“底层”到底指的是什么?

这就要说到关于枚举的实现了:

定义枚举时使用enum和class一样,是Java中的一个关键字。就像class对应用一个Class类一样,enum也对应有一个Enum类。

通过将定义好的枚举反编译,我们就能发现,其实枚举在经过javac的编译之后,会被转换成形如public final class T extends Enum的定义。

而且,枚举中的各个枚举项同时通过static来定义的。如:

public enum T {
    SPRING,SUMMER,AUTUMN,WINTER;
}

反编译后代码为:

public final class T extends Enum
{
    //省略部分内容
    public static final T SPRING;
    public static final T SUMMER;
    public static final T AUTUMN;
    public static final T WINTER;
    private static final T ENUM$VALUES[];
    static
    {
        SPRING = new T("SPRING", 0);
        SUMMER = new T("SUMMER", 1);
        AUTUMN = new T("AUTUMN", 2);
        WINTER = new T("WINTER", 3);
        ENUM$VALUES = (new T[] {
            SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
        });
    }
}

了解JVM的类加载机制的朋友应该对这部分比较清楚。static类型的属性会在类被加载过程中被初始化,当一个Java类第一次被真正使用到的时候静态资源被初始化、Java类的加载和初始化过程都是线程安全的(因为虚拟机在加载枚举的类的时候,会使用ClassLoader的loadClass方法,而这个方法使用同步代码块保证了线程安全)。所以,创建一个enum类型是线程安全的。

也就是说,我们定义的一个枚举,在第一次被真正用到的时候,会被虚拟机加载并初始化,而这个初始化过程是线程安全的。而我们知道,解决单例的并发问题,主要解决的就是初始化过程中的线程安全问题。

所以,由于枚举的以上特性,枚举实现的单例是天生线程安全的。

枚举可解决反序列化会破坏单例的问题

对于普通的单例对象来说,反序列化过程中会通过Java 的 Unsafe 机制来创建对象的。这意味着即使类的构造函数是私有的,反序列化仍然可以创建该类的实例,因为它不依赖于常规的构造过程。

✅如何破坏单例模式?

但是,枚举的反序列化并不是通过Unsafe,也不是通过反射实现的。所以,也就不会发生由于反序列化导致的单例破坏问题。

原文: https://www.yuque.com/hollis666/xkm7k3/dt4dp5iq77akg00u