如何实现可序列化、可变的 Java 单例？

java

2024-03-12 12:27:21

可序列化、可变单例的实现

问题陈述

在 Java 中，单例是一种设计模式，它允许一个类只被实例化一次。这对于在整个应用程序中存储和管理全局状态非常有用。然而，传统的单例实现存在局限性，例如：

不可序列化： 静态类实现的单例不可序列化，这使得将单例状态持久化变得困难。
不可变： 枚举实现的单例不可变，这限制了它们的灵活性。

解决方案

要创建一个既可序列化又可变的单例，我们可以采用以下策略：

非静态成员变量： 将单例状态存储在非静态成员变量中，而不是静态变量中。这允许实例在序列化和反序列化期间保持其状态。
序列化代理： 实现一个代理类来负责单例的序列化和反序列化。代理类负责创建一个新的单例实例，并从原始实例复制其状态。

实现

以下代码示例展示了该解决方案：

import java.io.Serializable;
import java.util.UUID;

public class SerialisableMutableSingleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 42L;
    private static SerialisableMutableSingleton instance;
    private int count;

    private SerialisableMutableSingleton() {
        this.count = 0;
    }

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

    public int getCount() {
        return this.count;
    }

    public void incrementCount() {
        this.count++;
    }

    private Object writeReplace() throws ObjectStreamException {
        return new SerializationProxy(this);
    }

    private static class SerializationProxy implements Serializable {
        private final UUID id;

        private SerializationProxy(SerialisableMutableSingleton instance) {
            this.id = instance.getId();
        }

        private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
            SerialisableMutableSingleton existingInstance = getInstance();
            existingInstance.setId(this.id);
            return existingInstance;
        }
    }

    private UUID getId() {
        return UUID.randomUUID();
    }

    private void setId(UUID id) {
        // This method is used by the SerializationProxy to set the id of the deserialized instance.
    }
}

使用说明

获取单例实例： 通过调用 SerialisableMutableSingleton.getInstance() 获取单例实例。
获取和递增计数： 使用 getCount() 获取当前计数，使用 incrementCount() 递增计数。
序列化和反序列化： 单例对象可以通过标准 Java 序列化机制进行序列化和反序列化。代理类 SerializationProxy 负责处理序列化和反序列化过程，以确保单例状态的正确维护。