反射那些事

Posted 2021-01-12 viscu

一直以为只要把类的成员变量设置为private，或者方法设置为private，那么他就对外完全隐藏，类外部无法直接对该成员变量或者方法进行直接访问。但是java的反射，拥有十分强大的功能，它可以访问类中的任意成员变量和方法，我们可以通过反射直接入侵类的私有变量和私有方法，私有构造器。我们来了解一下反射的一些用法吧。

package com.reflect;
import org.junit.Test;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

class Person{

    public final Integer id=1001;

    private String name;

    public Person() {}

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    private void say(String message){
        System.out.println("You want to say: "+message);
    }

}

public class Reflect {

    @Test
    public void testGetField() throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz=Class.forName("com.reflect.Person");
        //获得声明为public域的字段
        System.out.println("Fields: "+Arrays.toString(clazz.getFields()));
        //获取所有的字段
        System.out.println("Declared Fields: "+Arrays.toString(clazz.getDeclaredFields()));
    }

    //通过类型标签我们只能调用无参的构造器
    //以下是如果通过反射调用带参数的构造器
    @Test
    public void test() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> clazz=Class.forName( "com.reflect.Person" );

        Constructor c=clazz.getConstructor(String.class);

        Person person= (Person) c.newInstance("viscu");

        System.out.println(person.getName());
    }


    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {

        Person person=new Person();

        Class<?> classType=person.getClass();

        //访问私有方法
        //getDeclaredMethod可以获取到所有方法，而getMethod只能获取public
        Method method=classType.getDeclaredMethod("say", String.class);
    
        //设置为true 可以忽略对类相关访问权限的检查
        method.setAccessible(true);

        //通过反射调用person类中的private方法
        method.invoke(person,"check");

        //入侵类内部的私有成员变量
        Field field=classType.getDeclaredField("name");

        field.setAccessible(true);

        field.set(person,"walk");

        System.out.println(person.getName());
    }

}

以上就是通过反射对类的私有域进行访问的一些例子，利用反射我们可以轻易地入侵到类的内部，举个通过入侵改变类的运行机制的例子。

单例模式(顾名思义:就是该类型的类只有一个实例)

public class SingletonTest {

    private static final SingletonTest INSTANCE = new SingletonTest();

    private SingletonTest(){
        //todo
    }

    public static SingletonTest getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
    public void show(){
        System.out.println("Singleton using static initialization in Java");
    }

    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        SingletonTest demo=SingletonTest.getInstance();
        demo.show();

        Class<?> clazz=SingletonTest.class;
        SingletonTest o= (SingletonTest) clazz.newInstance();
        o.show();

        System.out.println(demo==o);

    }

}

虽然我们把Singleton的构造器设置为private了，可是我们还是可以通过反射轻易地构造出第二个SingletonTest 实例，第三个，第四个.....等，那么就违背了单例模式的本意了。

至于如何预防

• 我们可以在私有构造器中抛出一个异常即可防止构建新的实例。

private SingletonTest(){
     if(INSTANCE!=null){
          throw new RuntimeException("you can‘t create another one");
     }
}

反射，让我们原本以为安全的类变得不那么安全了，别人可以轻易入侵你的类内部改变你的原有数据，至于如何预防，有待研究。