Java單例模式的攻擊與防御怎么理解

這篇文章主要介紹“Java單例模式的攻擊與防御怎么理解”，在日常操作中，相信很多人在Java單例模式的攻擊與防御怎么理解問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java單例模式的攻擊與防御怎么理解”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

說到“單例模式被攻擊”這個話題，大家最容易想到的可能就是通過序列化/反序列化來攻擊單例模式，因為一個對象實例序列化再反序列化后，得到的新的對象雖然各字段內容和原字段一致，然而對象地址和原始對象地址相比已經發(fā)生了變化，因此它們是兩個不同的對象。

上面的結論完全正確，然而除了序列化/反序列化，單例模式還可能遭受另一種方式的攻擊，即反射攻擊(Reflection attack)。

看一個具體例子：

public class JerrySingleton {   private String name;   private JerrySingleton(){
   name = "Jerry";
}private static class SingletonHolder{      private static final JerrySingleton INSTANCE = new JerrySingleton();
}public static JerrySingleton getInstance() {      return SingletonHolder.INSTANCE;
      }
}

上面是一個餓漢式單例。

然而我只需要將這個單例類JerrySingleton的構造函數(shù)通過反射設置成可以訪問Accessible，然后就能通過反射調用該構造函數(shù)，進而生成新的對象實例。這樣就破壞了單例模式。

Class<?> classType = JerrySingleton.class;
Constructor<?> c = classType.getDeclaredConstructor(null);
c.setAccessible(true);
JerrySingleton e1 = (JerrySingleton)c.newInstance();
JerrySingleton e2 = JerrySingleton.getInstance();
System.out.println(e1 == e2);

第6行代碼會打印false。

針對這種攻擊，一種可行的防御措施是在單例類的構造函數(shù)內定義一個布爾變量，初始化為false。當構造函數(shù)執(zhí)行后，該變量被置為true。如果接下來構造函數(shù)再次被執(zhí)行，則人為拋出異常，避免構造函數(shù)重復執(zhí)行。

public class JerrySingletonImproved {    private static boolean flag = false;    private JerrySingletonImproved(){         synchronized(JerrySingletonImproved.class) {            if(flag == false) {
                  flag = !flag;
            }      else {              throw new RuntimeException("Singleton violated");
      }
  }
}
}

這種防御措施無法從根本上杜絕Singleton被攻擊，因為攻擊者仍舊可以通過反射來修改布爾變量flag的值，從而繞過這個檢查。

最理想的不會受到攻擊的單例模式實現(xiàn)是借助Java里枚舉類Enumeration的特性：

這種實現(xiàn)類型的單例模式的消費代碼：

System.out.println("Name:" + JerrySingletonAnotherApproach.INSTANCE.getName());

如果攻擊者通過前面介紹的反射代碼對這種實現(xiàn)方式的單例進行攻擊，JDK會拋出NoSuchMethodException異常：

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: singleton.JerrySingletonAnotherApproach.<init>()
at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)
at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2178)
at singleton.SingletonAttack.test3(SingletonAttack.java:31)
at singleton.SingletonAttack.main(SingletonAttack.java:43)

究其原因，是因為現(xiàn)在我們是通過Java枚舉方式實現(xiàn)的單例，枚舉類沒有傳統(tǒng)意義上的構造函數(shù)，因此對這種反射攻擊免疫。

到此，關于“Java單例模式的攻擊與防御怎么理解”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續(xù)學習更多相關知識，請繼續(xù)關注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>