Java反射(扩展)(五)

简介: 前几篇文章讲述Java反射核心功能与用法,基本的常用方法都已经囊括里面了,本篇针是对前几篇文章进行补充。

前言

image (1).png
前几篇文章讲述Java反射核心功能与用法,基本的常用方法都已经囊括里面了,本篇针是对前几篇文章进行补充。

AccessibleObject

AccessibleObject类是前几篇文章所述的Field、Method、Constructor的基类。它提供了将反射的对象标记为在使用时取消默认Java语言访问控制检查的能力,它可以在在反射对象中设置accessible标志而获取特权,大部分时间我们称这种方式为“暴力反射”。

它们之间的关系如下:

image.png
对于公共成员、默认成员、受保护成员、私有成员,在使用Field、Method、Constructor对象来设置或获取字段、调用方法,又或者创建和初始化类的新实例的时候,会执行访问检查。但是AccessibleObject类在反射对象中设置accessible标志允许具有足够权限,以通常被禁止的方式操作对象。

/**
 * The AccessibleObject class is the base class for Field, Method and
 * Constructor objects.  It provides the ability to flag a reflected
 * object as suppressing default Java language access control checks
 * when it is used.  The access checks--for public, default (package)
 * access, protected, and private members--are performed when Fields,
 * Methods or Constructors are used to set or get fields, to invoke
 * methods, or to create and initialize new instances of classes,
 * respectively.
 *
 * <p>Setting the {@code accessible} flag in a reflected object
 * permits sophisticated applications with sufficient privilege, such
 * as Java Object Serialization or other persistence mechanisms, to
 * manipulate objects in a manner that would normally be prohibited.
 * <p>By default, a reflected object is <em>not</em> accessible.
*/
public class AccessibleObject implements AnnotatedElement {

    /**
     * 用于检查客户端是否具有足够的权限来阻止java语言访问控制检查
     * The Permission object that is used to check whether a client
     * has sufficient privilege to defeat Java language access
     * control checks.
    Permission对象,
     */
    static final private java.security.Permission ACCESS_PERMISSION = new ReflectPermission("suppressAccessChecks");

    /**
     * 使用单一安全检查来设置对象数组的可访问标志的一个方便的方法(为了效率)
     * Convenience method to set the {@code accessible} flag for an
     * array of objects with a single security check (for efficiency).
   */
    public static void setAccessible(AccessibleObject[] array, boolean flag) throws SecurityException {
        // //获取系统安全的接口
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) sm.checkPermission(ACCESS_PERMISSION);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            setAccessible0(array[i], flag);
        }
    }

    /**
     设置可访问标志设置
    */
    public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException {
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) sm.checkPermission(ACCESS_PERMISSION);
        setAccessible0(this, flag);
    }

    /* 
     * Check that you aren't exposing java.lang.Class.<init> or sensitive
       fields in java.lang.Class. 
     */
    private static void setAccessible0(AccessibleObject obj, boolean flag) throws SecurityException {
        if (obj instanceof Constructor && flag == true) {
            Constructor<?> c = (Constructor<?>)obj;
            if (c.getDeclaringClass() == Class.class) {
                throw new SecurityException("Cannot make a java.lang.Class" +
                                            " constructor accessible");
            }
        }
        obj.override = flag;
    }

    /**
   * 获取accessible标志
     */
    public boolean isAccessible() {
        return override;
    }

    /**
     * 构造函数,仅JVM使用
     * Constructor: only used by the Java Virtual Machine.
     */
    protected AccessibleObject() {}

    // Indicates whether language-level access checks are overridden
    // by this object. Initializes to "false". This field is used by
    // Field, Method, and Constructor.
    // 通过这个对象,指示是否覆盖语言级别访问检查权限,初始化为false,该字段用于Field, Method和Constructor

    // NOTE: for security purposes, this field must not be visible
    // outside this package. 出于安全考虑,此字段不得显示出包外

    boolean override;

    // Reflection factory used by subclasses for creating field,
    // method, and constructor accessors. Note that this is called
    // very early in the bootstrapping process. 子类用于创建字段,方法和构造函数的反射工厂

    static final ReflectionFactory reflectionFactory = AccessController.doPrivileged(
            new sun.reflect.ReflectionFactory.GetReflectionFactoryAction()
    );

    // .....
}
方法如下:

image.png

其他的方法,本文不做展开,具体的请参阅文档,我们重点来看setAccessible方法。

setAccessible

image.png

  • 值为true时代表反射的对象在使用时应该取消Java语言的访问检查。
  • 值为false时代表反射的对象应该实施Java语言访问检查。

由于JDK的安全检查耗时较多,所以通过 setAccessible(true) 的方式关闭安全检查来提升反射速度。

Example

如何通过反射在访问类的private属性/方法/构造方法?
    @Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    static class User {

        private String name;

        private Integer age;

        private void print(String msg) {
            System.out.println(msg);
            System.out.println("hi,我是:" + name + ",年龄:" + age);
        }
    }
// 访问私有的成员变量
public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User("Duansg", 18);

        // 访问私有的成员变量
        Field field = User.class.getDeclaredField("name");
        field.setAccessible(true);
        // Duansg
        System.out.println(field.get(user));
}
// 改变私有的成员变量值
public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User("Duansg", 18);
        // 访问私有的成员变量
        Field field = User.class.getDeclaredField("name");
        field.setAccessible(true);
        field.set(user, "马云");
        // 马云
        System.out.println(field.get(user));
}
// 访问private方法
public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User("Duansg", 18);
        Method method = User.class.getDeclaredMethod("print", String.class);
        method.setAccessible(true);
        method.invoke(user, "hi,我是晓断,今年22");
//        hi,我是晓断,今年22
//        hi,我是:Duansg,年龄:18
}

PropertyDescriptor

PropertyDescriptor类是一个属性的描述器,它表示JavaBean类通过存储器导出一个属性。详细的可了解Javad的内省机制,PropertyDescriptor主要方法:

image.png

从上图不难看出,它就是用于处理属性相关的信息,比如读写方法的设置和读取,获取属性的类型等等操作。

FeatureDescriptor的顶层类,它的子类有PropertyDescriptor、MethodDescriptor、BeanDescriptor等等。它们的关系如下:

image.png

package java.beans;

/**
* A PropertyDescriptor describes one property that a Java Bean
* exports via a pair of accessor methods.
*/
public class PropertyDescriptor extends FeatureDescriptor {

    private Reference<? extends Class<?>> propertyTypeRef;
    private final MethodRef readMethodRef = new MethodRef();
    private final MethodRef writeMethodRef = new MethodRef();
    private Reference<? extends Class<?>> propertyEditorClassRef;

    private boolean bound;
    private boolean constrained;

    // The base name of the method name which will be prefixed with the
    // read and write method. If name == "foo" then the baseName is "Foo"
    private String baseName;

    private String writeMethodName;
    private String readMethodName;
    // ......
}

Constructs

/**
     * Constructs a PropertyDescriptor for a property that follows
     * the standard Java convention by having getFoo and setFoo
     * accessor methods.  Thus if the argument name is "fred", it will
     * assume that the writer method is "setFred" and the reader method
     * is "getFred" (or "isFred" for a boolean property).  Note that the
     * property name should start with a lower case character, which will
     * be capitalized in the method names.
     * 通过调用getFoo和setFoo存取方法,为符合标准Java约定的属性构造一个PropertyDescriptor。
     * 如果参数名为"fred",则假定writer方法为"setFred",reader方法为"getFred"
     *(对于boolean属性则为"isFred"),注意:属性名应该以小写字母开头,而方法名称中的首写字母将是大写的。
     * @param propertyName The programmatic name of the property.
     * @param beanClass The Class object for the target bean.  For
     *          example sun.beans.OurButton.class.
     * @exception IntrospectionException if an exception occurs during
     *              introspection.
     */
    public PropertyDescriptor(String propertyName, Class<?> beanClass)
                throws IntrospectionException {
        this(propertyName, beanClass,
                Introspector.IS_PREFIX + NameGenerator.capitalize(propertyName),
                Introspector.SET_PREFIX + NameGenerator.capitalize(propertyName));
    }
示例
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
class User {

    private String name;

    private Integer age;

}

public static void main(String[] args) throws Exception {
        PropertyDescriptor descriptor = new PropertyDescriptor("name", User.class);
        // class java.lang.String
        System.out.println(descriptor.getPropertyType());
        // null
        System.out.println(descriptor.getPropertyEditorClass());
        // public java.lang.String cn.gov.zcy.item.User.getName()
        System.out.println(descriptor.getReadMethod());
        // public void cn.gov.zcy.item.User.setName(java.lang.String)
        System.out.println(descriptor.getWriteMethod());
}

getReadMethod

  • 获取读取属性值的方法。
@Data
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    class User {

        private String name;

        private Integer age;

    }

public static void main(String[] args) throws Exception {
    PropertyDescriptor descriptor = new PropertyDescriptor("name", User.class);
    // public java.lang.String cn.gov.zcy.item.User.getName()
        System.out.println(descriptor.getReadMethod());

}

getWriteMethod

  • 获取写入属性值的方法。
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
class User {

    private String name;

    private Integer age;

}

public static void main(String[] args) throws Exception {

            Object catObj = User.class.newInstance();
            //获取Name属性
            PropertyDescriptor descriptor = new PropertyDescriptor("name", User.class);
            //得到对应的写方法
            Method method = descriptor.getWriteMethod();
            //将值赋进这个类中
            method.invoke(catObj,"Duansg");
            User cat = (User)catObj;
             // User(name=Duansg, age=null)
            System.out.println(cat);
}
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