如何使用堆栈跟踪或反射找到方法的调用者?

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【中文标题】如何使用堆栈跟踪或反射找到方法的调用者?【英文标题】:How do I find the caller of a method using stacktrace or reflection? 【发布时间】:2010-09-30 02:15:36 【问题描述】:

我需要找到方法的调用者。是否可以使用堆栈跟踪或反射?

【问题讨论】:

只是想知道,但你为什么需要这样做? 我有一个带有通知事件的父类(MVC 模型),并且只有我的子类的设置器调用此方法。我不想用多余的参数乱扔我的代码。我宁愿让父类中的方法找出调用它的setter。 @Sathish 听起来你应该重新考虑那个设计 @Juliet 作为重构大量代码的一部分,最近我更改了许多东西使用的方法。有一种方法可以检测代码是否正确使用了新方法,所以我打印了在这些情况下调用它的类和行号。除了记录之外,我认为这样的事情没有真正的目的。虽然我现在有点想编写 API,如果调用方法名为 foo,则抛出 DontNameYourMethodFooException 我发现能够让我的方法的调用者成为一个非常宝贵的调试工具:这就是网络搜索将我带到这里的原因。如果从多个地方调用我的方法,是否在正确的时间从正确的位置调用它?正如@Cruncher 所提到的,在调试或日志记录之外,用处最多可能是有限的。 【参考方案1】:
StackTraceElement[] stackTraceElements = Thread.currentThread().getStackTrace()

根据 Javadocs:

数组的最后一个元素表示堆栈的底部,它是序列中最近的方法调用。

StackTraceElementgetClassName()getFileName()getLineNumber()getMethodName()

您必须尝试确定您想要的索引 (可能是stackTraceElements[1][2])。

【讨论】:

我应该注意到 getStackTrace() 仍然会创建一个异常,所以这并不是真的更快——只是更方便。 注意这个方法不会给你调用者,而只会给你调用者的类型。您将不会引用调用您的方法的对象。 只是附带说明,但在 1.5 JVM 上 Thread.currentThread().getStackTrace() 似乎比创建新的 Exception() 慢很多(大约慢 3 倍)。但正如已经指出的那样,无论如何,您都不应该在性能关键领域使用这样的代码。 ;) 1.6 JVM 似乎只慢了约 10%,正如 Software Monkey 所说,它比“新异常”方式更好地表达了意图。 @Eelco Thread.currentThread() 很便宜。 Thread.getStackTrace() 很昂贵,因为与 Throwable.fillInStackTrace() 不同,无法保证该方法被它正在检查的同一线程调用,因此 JVM 必须创建一个“安全点”——锁定堆和堆栈。请参阅此错误报告:bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6375302 @JoachimSauer 你知道获得对调用该方法的对象的引用的方法吗?【参考方案2】:

注意:如果您使用的是 Java 9 或更高版本,则应使用StackWalker.getCallerClass(),如Ali Dehghani's answer 中所述。

出于历史原因,以下不同方法的比较主要是有趣的。


可以在this request for enhancement 的评论中找到替代解决方案。 它使用自定义SecurityManagergetClassContext() 方法,并且似乎比堆栈跟踪方法更快。

以下程序测试不同建议方法的速度(最有趣的是内部类SecurityManagerMethod):

/**
 * Test the speed of various methods for getting the caller class name
 */
public class TestGetCallerClassName 

  /**
   * Abstract class for testing different methods of getting the caller class name
   */
  private static abstract class GetCallerClassNameMethod 
      public abstract String getCallerClassName(int callStackDepth);
      public abstract String getMethodName();
  

  /**
   * Uses the internal Reflection class
   */
  private static class ReflectionMethod extends GetCallerClassNameMethod 
      public String getCallerClassName(int callStackDepth) 
          return sun.reflect.Reflection.getCallerClass(callStackDepth).getName();
      

      public String getMethodName() 
          return "Reflection";
      
  

  /**
   * Get a stack trace from the current thread
   */
  private static class ThreadStackTraceMethod extends GetCallerClassNameMethod 
      public String  getCallerClassName(int callStackDepth) 
          return Thread.currentThread().getStackTrace()[callStackDepth].getClassName();
      

      public String getMethodName() 
          return "Current Thread StackTrace";
      
  

  /**
   * Get a stack trace from a new Throwable
   */
  private static class ThrowableStackTraceMethod extends GetCallerClassNameMethod 

      public String getCallerClassName(int callStackDepth) 
          return new Throwable().getStackTrace()[callStackDepth].getClassName();
      

      public String getMethodName() 
          return "Throwable StackTrace";
      
  

  /**
   * Use the SecurityManager.getClassContext()
   */
  private static class SecurityManagerMethod extends GetCallerClassNameMethod 
      public String  getCallerClassName(int callStackDepth) 
          return mySecurityManager.getCallerClassName(callStackDepth);
      

      public String getMethodName() 
          return "SecurityManager";
      

      /** 
       * A custom security manager that exposes the getClassContext() information
       */
      static class MySecurityManager extends SecurityManager 
          public String getCallerClassName(int callStackDepth) 
              return getClassContext()[callStackDepth].getName();
          
      

      private final static MySecurityManager mySecurityManager =
          new MySecurityManager();
  

  /**
   * Test all four methods
   */
  public static void main(String[] args) 
      testMethod(new ReflectionMethod());
      testMethod(new ThreadStackTraceMethod());
      testMethod(new ThrowableStackTraceMethod());
      testMethod(new SecurityManagerMethod());
  

  private static void testMethod(GetCallerClassNameMethod method) 
      long startTime = System.nanoTime();
      String className = null;
      for (int i = 0; i < 1000000; i++) 
          className = method.getCallerClassName(2);
      
      printElapsedTime(method.getMethodName(), startTime);
  

  private static void printElapsedTime(String title, long startTime) 
      System.out.println(title + ": " + ((double)(System.nanoTime() - startTime))/1000000 + " ms.");
  

运行 Java 1.6.0_17 的 2.4 GHz Intel Core 2 Duo MacBook 的输出示例:

Reflection: 10.195 ms.
Current Thread StackTrace: 5886.964 ms.
Throwable StackTrace: 4700.073 ms.
SecurityManager: 1046.804 ms.

内部反射方法比其他方法快很多。从新创建的Throwable 获取堆栈跟踪比从当前的Thread 获取更快。在查找调用者类的非内部方法中,自定义SecurityManager 似乎是最快的。

更新

正如 lyomi 在 this comment 中指出的那样,sun.reflect.Reflection.getCallerClass() 方法已在 Java 7 更新 40 中默认禁用,并在 Java 8 中完全删除。在 this issue in the Java bug database 中了解更多信息。

更新 2

正如 zammbi 所发现的,Oracle 是 forced to back out of the change 删除了 sun.reflect.Reflection.getCallerClass()。它在 Java 8 中仍然可用(但已弃用)。

更新 3

3 年后:使用当前 JVM 更新时间。

> java -version
java version "1.8.0"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0-b132)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.0-b70, mixed mode)
> java TestGetCallerClassName
Reflection: 0.194s.
Current Thread StackTrace: 3.887s.
Throwable StackTrace: 3.173s.
SecurityManager: 0.565s.

【讨论】:

是的,好像是这样。但请注意,我在示例中给出的时间是一百万次调用 - 所以取决于你如何使用它可能不是问题。 对我来说,从我的项目中删除反射导致速度提高了 10 倍。 是的,一般来说反射很慢(参见例如***.com/questions/435553/java-reflection-performance),但在这种特定情况下,使用内部 sun.reflect.Reflection 类是最快的。 其实不需要。您可以通过修改上面的代码以打印返回的 className 来验证它(我建议将循环计数减少到 1)。您将看到所有方法都返回相同的类名 - TestGetCallerClassName。 getCallerClass 已弃用,将在 7u40 中删除.. 悲伤 :(【参考方案3】:

Java 9 - JEP 259:Stack-Walking API

JEP 259 为堆栈遍历提供了一个高效的标准 API,允许轻松过滤和延迟访问堆栈跟踪中的信息。在 Stack-Walking API 之前,访问堆栈帧的常用方法有:

Throwable::getStackTraceThread::getStackTrace 返回一个数组 StackTraceElement 对象,包含类名和方法 每个堆栈跟踪元素的名称。

SecurityManager::getClassContext 是一个受保护的方法,它允许一个 SecurityManager 子类访问类上下文。

JDK 内部的 sun.reflect.Reflection::getCallerClass 方法,无论如何都不应该使用

使用这些 API 通常效率不高:

这些 API 要求 VM 急切地捕获整个 堆栈,它们返回代表整个堆栈的信息。 没有办法避免检查所有帧的成本,如果 调用者只对栈顶的几帧感兴趣。

为了找到直接调用者的类,首先获取一个StackWalker

StackWalker walker = StackWalker
                           .getInstance(StackWalker.Option.RETAIN_CLASS_REFERENCE);

然后拨打getCallerClass():

Class<?> callerClass = walker.getCallerClass();

walkStackFrames 并获得前面的第一个StackFrame

walker.walk(frames -> frames
      .map(StackWalker.StackFrame::getDeclaringClass)
      .skip(1)
      .findFirst());

【讨论】:

【参考方案4】:

听起来您试图避免将对 this 的引用传递到方法中。传递this 比通过当前堆栈跟踪找到调用者要好得多。 重构为更面向对象的设计会更好。您不需要知道调用者。如有必要,传递一个回调对象。

【讨论】:

++ 知道调用者信息太多。如果必须,您可以传入一个接口,但很有可能需要进行重大重构。 @satish 应该发布他的代码,让我们玩得开心:) 存在想要这样做的正当理由。例如,我有几次发现它在测试过程中很有帮助。 @chillenious 我知道 :) 我自己创建了一个像 LoggerFactory.getLogger(MyClass.class) 这样的方法,我不必传入类文字。这仍然很少是正确的做法。 一般来说这是个好建议,但它不能回答问题。 在实现 .NET INotifyPropertyChanged 接口时,获取有关调用者的信息可能是正确的设计决策的具体示例。虽然这个特定示例不在 Java 中,但在尝试将字段/getter 建模为反射的字符串时,同样的问题可能会显现出来。【参考方案5】:

Oneliner

Thread.currentThread().getStackTrace()[2].getMethodName()

请注意,您可能需要将 2 替换为 1。

【讨论】:

android 的小修正。 Thread.currentThread().getStackTrace()[3].getMethodName()返回调用者方法名【参考方案6】:

这个方法做同样的事情,但更简单一点,可能更高效一点,如果您使用反射,它会自动跳过这些帧。唯一的问题是它可能不存在于非 Sun JVM 中,尽管它包含在 JRockit 1.4-->1.6 的运行时类中。 (重点是,它不是 public 类)。

sun.reflect.Reflection

    /** Returns the class of the method <code>realFramesToSkip</code>
        frames up the stack (zero-based), ignoring frames associated
        with java.lang.reflect.Method.invoke() and its implementation.
        The first frame is that associated with this method, so
        <code>getCallerClass(0)</code> returns the Class object for
        sun.reflect.Reflection. Frames associated with
        java.lang.reflect.Method.invoke() and its implementation are
        completely ignored and do not count toward the number of "real"
        frames skipped. */
    public static native Class getCallerClass(int realFramesToSkip);

realFramesToSkip 的值而言,java.lang.System 的 Sun 1.5 和 1.6 VM 版本有一个名为 getCallerClass() 的包保护方法,它调用 sun.reflect.Reflection.getCallerClass(3),但在我的辅助实用程序类中,我使用 4,因为添加了辅助类调用的框架。

【讨论】:

使用 JVM 实现类是一个真的坏主意。 注明。我确实指定它不是公共类,并且 java.lang.System 中的受保护方法 getCallerClass() 存在于我看过的所有 1.5+ 虚拟机中,包括 IBM、JRockit 和 Sun,但您的断言保守地说是合理的. @Software Monkey,和往常一样,“这一切都取决于”。做这样的事情来帮助调试或测试日志记录——特别是如果它永远不会出现在生产代码中——或者如果部署目标严格地是开发人员的 PC,可能会很好。即使在这种情况下仍然有不同想法的任何人:您需要真正解释“真的坏主意”的推理,而不是仅仅说它不好...... 此外,通过类似的逻辑,您还可以争辩说,每当您使用与 JPA 不兼容的特定于 Hibernate 的功能时,这始终是一个“真的坏主意”。或者,如果您要使用其他数据库中没有的特定于 Oracle 的功能,那么这是一个“真的坏主意”。当然,这是一种更安全的心态,并且对于某些用途来说绝对是好的建议,但会自动丢弃有用的工具,因为它不适用于您正在使用的软件配置,呃..根本不使用?这有点太不灵活了,有点傻。 不加保护地使用供应商特定的类会带来更高的问题可能性,但如果相关类不存在(或由于某种原因被禁止),则应该确定一条优雅降级的路径。在我看来,完全拒绝使用任何供应商特定类的政策有点幼稚。查看您在生产中使用的一些库的源代码,看看它们中的任何一个是否这样做。 (sun.misc.Unsafe 也许?)【参考方案7】:
     /**
       * Get the method name for a depth in call stack. <br />
       * Utility function
       * @param depth depth in the call stack (0 means current method, 1 means call method, ...)
       * @return method name
       */
      public static String getMethodName(final int depth)
      
        final StackTraceElement[] ste = new Throwable().getStackTrace();

        //System. out.println(ste[ste.length-depth].getClassName()+"#"+ste[ste.length-depth].getMethodName());
        return ste[ste.length - depth].getMethodName();
      

例如,如果您尝试获取调用方法行以进行调试,则需要越过编写这些静态方法的实用程序类: (旧的 java1.4 代码,只是为了说明潜在的 StackTraceElement 用法)

        /**
          * Returns the first "[class#method(line)]: " of the first class not equal to "StackTraceUtils". <br />
          * From the Stack Trace.
          * @return "[class#method(line)]: " (never empty, first class past StackTraceUtils)
          */
        public static String getClassMethodLine()
        
            return getClassMethodLine(null);
        

        /**
          * Returns the first "[class#method(line)]: " of the first class not equal to "StackTraceUtils" and aclass. <br />
          * Allows to get past a certain class.
          * @param aclass class to get pass in the stack trace. If null, only try to get past StackTraceUtils. 
          * @return "[class#method(line)]: " (never empty, because if aclass is not found, returns first class past StackTraceUtils)
          */
        public static String getClassMethodLine(final Class aclass)
        
            final StackTraceElement st = getCallingStackTraceElement(aclass);
            final String amsg = "[" + st.getClassName() + "#" + st.getMethodName() + "(" + st.getLineNumber()
            +")] <" + Thread.currentThread().getName() + ">: ";
            return amsg;
        

     /**
       * Returns the first stack trace element of the first class not equal to "StackTraceUtils" or "LogUtils" and aClass. <br />
       * Stored in array of the callstack. <br />
       * Allows to get past a certain class.
       * @param aclass class to get pass in the stack trace. If null, only try to get past StackTraceUtils. 
       * @return stackTraceElement (never null, because if aClass is not found, returns first class past StackTraceUtils)
       * @throws AssertionFailedException if resulting statckTrace is null (RuntimeException)
       */
      public static StackTraceElement getCallingStackTraceElement(final Class aclass)
      
        final Throwable           t         = new Throwable();
        final StackTraceElement[] ste       = t.getStackTrace();
        int index = 1;
        final int limit = ste.length;
        StackTraceElement   st        = ste[index];
        String              className = st.getClassName();
        boolean aclassfound = false;
        if(aclass == null)
        
            aclassfound = true;
        
        StackTraceElement   resst = null;
        while(index < limit)
        
            if(shouldExamine(className, aclass) == true)
            
                if(resst == null)
                
                    resst = st;
                
                if(aclassfound == true)
                
                    final StackTraceElement ast = onClassfound(aclass, className, st);
                    if(ast != null)
                    
                        resst = ast;
                        break;
                    
                
                else
                
                    if(aclass != null && aclass.getName().equals(className) == true)
                    
                        aclassfound = true;
                    
                
            
            index = index + 1;
            st        = ste[index];
            className = st.getClassName();
        
        if(resst == null) 
        
            //Assert.isNotNull(resst, "stack trace should null"); //NO OTHERWISE circular dependencies 
            throw new AssertionFailedException(StackTraceUtils.getClassMethodLine() + " null argument:" + "stack trace should null"); //$NON-NLS-1$
        
        return resst;
      

      static private boolean shouldExamine(String className, Class aclass)
      
          final boolean res = StackTraceUtils.class.getName().equals(className) == false && (className.endsWith("LogUtils"
            ) == false || (aclass !=null && aclass.getName().endsWith("LogUtils")));
          return res;
      

      static private StackTraceElement onClassfound(Class aclass, String className, StackTraceElement st)
      
          StackTraceElement   resst = null;
          if(aclass != null && aclass.getName().equals(className) == false)
          
              resst = st;
          
          if(aclass == null)
          
              resst = st;
          
          return resst;
      

【讨论】:

我需要一些适用于 Java 1.4 的东西,这个答案非常有帮助!谢谢!【参考方案8】:

我以前做过。您可以只创建一个新异常并在其上获取堆栈跟踪而不抛出它,然后检查堆栈跟踪。正如另一个答案所说,它的成本非常高 - 不要在一个紧密的循环中进行。

我之前已经为应用程序上的日志记录实用程序完成了它,其中性能并不重要(实际上,性能根本不重要 - 只要您将结果显示为诸如快速单击按钮之类的操作)。

在您获得堆栈跟踪之前,异常只有 .printStackTrace() 所以我不得不将 System.out 重定向到我自己创建的流,然后 (new Exception()).printStackTrace();重定向 System.out 并解析流。有趣的东西。

【讨论】:

酷;不用扔吗? 不,至少我记得是这样,几年没做过了,但我很确定新异常只是创建一个对象,抛出异常并没有' 除了将它传递给 catch() 子句之外,什么都不做。 整洁。我倾向于抛出它来模拟一个实际的异常。 不,因为 Java 5 有一个方法在 Thread 上获取当前堆栈作为 StackTraceElements 数组;它仍然不便宜,但比旧的异常解析解决方案便宜。 @Software Monkey 虽然我确信它更合适,但你凭什么说它更便宜?我假设会使用相同的机制,如果没有,为什么在做同样的事情时让它变慢?【参考方案9】:
private void parseExceptionContents(
      final Exception exception,
      final OutputStream out)
   
      final StackTraceElement[] stackTrace = exception.getStackTrace();
      int index = 0;
      for (StackTraceElement element : stackTrace)
      
         final String exceptionMsg =
              "Exception thrown from " + element.getMethodName()
            + " in class " + element.getClassName() + " [on line number "
            + element.getLineNumber() + " of file " + element.getFileName() + "]";
         try
         
            out.write((headerLine + newLine).getBytes());
            out.write((headerTitlePortion + index++ + newLine).getBytes() );
            out.write((headerLine + newLine).getBytes());
            out.write((exceptionMsg + newLine + newLine).getBytes());
            out.write(
               ("Exception.toString: " + element.toString() + newLine).getBytes());
         
         catch (IOException ioEx)
         
            System.err.println(
                 "IOException encountered while trying to write "
               + "StackTraceElement data to provided OutputStream.\n"
               + ioEx.getMessage() );
         
      
   

【讨论】:

【参考方案10】:

这是我根据本主题中显示的提示编写的部分代码。 希望对您有所帮助。

(请随时提出改进此代码的任何建议,请告诉我)

计数器:

public class InstanceCount
    private static Map<Integer, CounterInstanceLog> instanceMap = new HashMap<Integer, CounterInstanceLog>();
private CounterInstanceLog counterInstanceLog;


    public void count() 
        counterInstanceLog= new counterInstanceLog();
    if(counterInstanceLog.getIdHashCode() != 0)
    try 
        if (instanceMap .containsKey(counterInstanceLog.getIdHashCode())) 
         counterInstanceLog= instanceMap .get(counterInstanceLog.getIdHashCode());
    

    counterInstanceLog.incrementCounter();

            instanceMap .put(counterInstanceLog.getIdHashCode(), counterInstanceLog);
    

    (...)

还有对象:

public class CounterInstanceLog
    private int idHashCode;
    private StackTraceElement[] arrayStackTraceElements;
    private int instanceCount;
    private String callerClassName;

    private StackTraceElement getProjectClasses(int depth) 
      if(depth< 10)
        getCallerClassName(sun.reflect.Reflection.getCallerClass(depth).getName());
        if(getCallerClassName().startsWith("com.yourproject.model"))
            setStackTraceElements(Thread.currentThread().getStackTrace());
            setIdHashCode();
        return arrayStackTraceElements[depth];
        
        //+2 because one new item are added to the stackflow
        return getProjectClasses(profundidade+2);           
      else
        return null;
      
    

    private void setIdHashCode() 
        if(getNomeClasse() != null)
            this.idHashCode = (getCallerClassName()).hashCode();
        
    

    public void incrementaContador() 
    this.instanceCount++;


    //getters and setters

    (...)




【讨论】:

【参考方案11】:
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

class DBConnection 
    String createdBy = null;

    DBConnection(Throwable whoCreatedMe) 
        ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
        PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
        whoCreatedMe.printStackTrace(pw);
        try 
            createdBy = os.toString();
            pw.close();
            os.close();
         catch (IOException e) 
            e.printStackTrace();
        
    


public class ThrowableTest 

    public static void main(String[] args) 

        Throwable createdBy = new Throwable(
                "Connection created from DBConnectionManager");
        DBConnection conn = new DBConnection(createdBy);
        System.out.println(conn.createdBy);
    

public static interface ICallback<T>  T doOperation(); 


public class TestCallerOfMethod 

    public static <T> T callTwo(final ICallback<T> c)
        // Pass the object created at callee to the caller
        // From the passed object we can get; what is the callee name like below.
        System.out.println(c.getClass().getEnclosingMethod().getName());
        return c.doOperation();
    

    public static boolean callOne()
        ICallback callBackInstance = new ICallback(Boolean)
            @Override
            public Boolean doOperation() 
            
                return true;
            
        ;
        return callTwo(callBackInstance);
    

    public static void main(String[] args) 
         callOne();
    

【讨论】:

【参考方案12】:

使用这个方法:-

 StackTraceElement[] stacktrace = Thread.currentThread().getStackTrace();
 stackTraceElement e = stacktrace[2];//maybe this number needs to be corrected
 System.out.println(e.getMethodName());

方法示例代码的调用者在这里:-

public class TestString 

    public static void main(String[] args) 
        TestString testString = new TestString();
        testString.doit1();
        testString.doit2();
        testString.doit3();
        testString.doit4();
    

    public void doit() 
        StackTraceElement[] stacktrace = Thread.currentThread().getStackTrace();
        StackTraceElement e = stacktrace[2];//maybe this number needs to be corrected
        System.out.println(e.getMethodName());
    

    public void doit1() 
        doit();
    

    public void doit2() 
        doit();
    

    public void doit3() 
        doit();
    

    public void doit4() 
        doit();
    

【讨论】:

以上是关于如何使用堆栈跟踪或反射找到方法的调用者?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

使用 CORBA 时打印堆栈跟踪

跟踪 systemd 服务的调用者

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如何在 MySQL 中使用 SQL SECURITY DEFINER 特征定义的过程中检测真正的调用者名称?

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