Java反射简单使用--第一次细致阅读底层代码

1:所写的东西都经过验证,保证正确,环境jdk8,eclipse
2:在例子中,尽量以生产环境中实际代码为例,那种固定值什么的没什么意义
问题:
1:想获取调用方法所需要的参数
2:参数是以json形式存储,在字符串的字段里
3: 传入的参数可以与方法的参数顺序不一致 解决方案:
1:涉及到的技术:反射,json转换
2:思路:
(1):先将json转换成对应的bean
(2):通过反射找到对应方法,获取对应的参数
(3):通过反射获取参数对应的bean,对应参数名称的值,
(4):注入
3:可能存在的问题:参数类型未校验,考虑到时json形式,就未校验
4:上代码(注意:这里的所有参数都是动态,我这里为了测试/方便看才写的固定值)
//quartz job 核心 记录,对于注入的service方法调用需要配合@postConstruct 进行初始化
package com.sony.sie.hrevaluate.quartz.job; import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter; import org.quartz.DisallowConcurrentExecution;
import org.quartz.JobDataMap;
import org.quartz.JobExecutionContext;
import org.quartz.JobExecutionException;
import org.quartz.PersistJobDataAfterExecution;
import org.quartz.impl.JobDetailImpl;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean;
import org.springframework.util.StringUtils; import net.sf.json.JSONObject; /**
* 动态定时任务Job
*
* @author linrx1
*
*/
@PersistJobDataAfterExecution
@DisallowConcurrentExecution // 不允许并发执行
public class DynamicQuartzJob extends QuartzJobBean { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DynamicQuartzJob.class); @Autowired
private ApplicationContext applicationContext; @Override
protected void executeInternal(JobExecutionContext jobexecutioncontext) throws JobExecutionException {
// use JobDetailImpl replace JobDetail for get jobName
JobDetailImpl jobDetail = (JobDetailImpl) jobexecutioncontext.getJobDetail();
String name = jobDetail.getName();
if (StringUtils.isEmpty(name)) {
throw new JobExecutionException("can not find service info, because desription is empty");
} String[] serviceInfo = name.split("\\.");
// serviceInfo[0] is JOB_NAME_PREFIX
String beanName = serviceInfo[1];
// methodName & modelName
String methodName = serviceInfo[2];
Object beanNameContext = applicationContext.getBean(beanName);
Object modelNameContext = applicationContext.getBean(methodName);
// method parameter
JobDataMap dataMap = jobDetail.getJobDataMap(); try {
Class beanNameCls = beanNameContext.getClass();
Class modelNameCls = modelNameContext.getClass(); Object object = JSONObject.toBean(JSONObject.fromObject(dataMap.get("data")), modelNameCls); Class<?>[] parameterTypes = null;
Method[] methods = beanNameCls.getMethods();
Parameter[] invokeMethodParams;
// the array size may be not enough for (Method n : methods) {
if (methodName.equals(n.getName())) {
parameterTypes = n.getParameterTypes();
invokeMethodParams = n.getParameters();
Object[] invokeParam = new Object[invokeMethodParams.length];
for (int i = 0; i < invokeMethodParams.length; i++) {
String parameterName = invokeMethodParams[i].getName();
Field field = modelNameCls.getDeclaredField(parameterName);
field.setAccessible(true);
invokeParam[i] = field.get(object);
}
Method method = beanNameCls.getMethod(methodName, parameterTypes);
method.invoke(beanNameCls.newInstance(), invokeParam);
}
} logger.info("dynamic invoke {}.{}()", beanNameContext.getClass().getName(), methodName);
} catch (Exception e) {
logger.error("reflect invoke service method error", e);
} } }


import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter; import org.springframework.stereotype.Service; import net.sf.json.JSONObject; @Service
public class HelloService {
public void sayHello(String aa, Integer bb) {
System.out.format("%s %d", aa, bb);
} public static class Test {
String aa;
Integer bb; public String getAa() {
return aa;
} public void setAa(String aa) {
this.aa = aa;
} public Integer getBb() {
return bb;
} public void setBb(Integer bb) {
this.bb = bb;
} }
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {      //json 转换 net.sf.json.JSONObject;
String str = "{\r\n" + " \"aa\": \"zhangsan\",\r\n" + " \"bb\": 1\r\n" + "}";
     //注意实例化
Test test = new Test(); test = (Test) JSONObject.toBean(JSONObject.fromObject(str), Test.class); Class<?> clazz = HelloService.class;
     //获取类中的方法
Method[] methods = clazz.getMethods(); Class<?>[] parameterTypes = null;
Parameter[] parameters;
Object[] obj;
for (Method n : methods) {
if ("sayHello".equals(n.getName())) {
parameterTypes = n.getParameterTypes(); parameters = n.getParameters(); // Class clazzTest = test.getClass();
// Object o1 = clazzTest.newInstance();
for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
            //获取方法参数对应的方法名,这里只有jdk1.8及以上支持
String parameterName = parameters[i].getName();
            //获取类中的属性
Field field = test.getClass().getDeclaredField(parameterName);
            //设置类中私有属性可见
field.setAccessible(true);
            //获取属性值
Object obj1 = field.get(test);
}
}
}
     //获取目标方法
Method method = clazz.getMethod("sayHello", parameterTypes);
      //为目标方法注值,第二个参数是值
method.invoke(clazz.newInstance(), test); }
}
 
5:拓展
(1):这张图片是常用的反射方法

Java反射简单使用--第一次细致阅读底层代码


(2)这是一个别人写的例子,还不错
参考这篇文章:https://www.cnblogs.com/sun1993/p/7828535.html
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.*; /*Class:代表一个字节码文件的对象,每当有类被加载进内存,JVM就会在堆上给
* 该类创建一个代表该类的对象。每个类的Class对象是的。
*Class类没有构造方法,获得类对应的Class方法有3种
*1.:getClass()、2.类、接口.class 、3.Class.forName("类全名");
*比较推荐使用第3种方式,使用前两种方式程序扩展性不好。
*
*Class类中定义了许多关于获取类中信息的方法:
*1.获得该类的构造方法,属性,方法、实例的方法。包含特定情况的获得
*2.获得该类的父类,实现的接口,该类的类加载器,类名、包名等。
*3.判断该类的具体是接口、类、内部类等
*4.方法中加Declared表示可以获得本类定义的任何方法和属性
*
*注意:关于获得到的方法、属性、构造器的具体操作被封装在import java.lang.reflect包里面
*Method:里面最常用的方法invoke(对象,可变参数列表)--调用指定的方法
*Field:get/set;获取和修改属性值
*Constrcutor:使用newInstance(可变参数列表)--调用指定构造方法创建类的实例
*注意:私有的要调用前先去掉访问权限限制setAccssible()
* */
public class ReflectionWithClass { public static void main(String[] args) throws Exception { //第一种方式获得Class对象,比较麻烦,要先创建对象,再使用对象调用方法
HelloKitty ht = new HelloKitty();
Class clazz = ht.getClass(); //第二种方式获得Class对象。使用静态的属性创建
Class clazz1 = HelloKitty.class; //使用Class对象的静态方法获得Class对象
Class clazz2 = Class.forName("HelloKitty"); //获得该类的类加载器
ClassLoader c = clazz2.getClassLoader();
System.out.println(c.toString()); Class clazz3 = String.class;
System.out.println(clazz3.getClassLoader()); //获得该类的实例
Object obj = clazz2.newInstance();
//获得该类的构造器---公开的,getDeclaredConstructors()--可以获得私有的
Constructor[] con = clazz2.getDeclaredConstructors();
for(Constructor cc:con){
System.out.print(cc + " ");
} //获得类的方法
Method[] mm = clazz2.getDeclaredMethods();
for(Method mmm:mm){
System.out.print(mmm + " ");
} System.out.println();
//获取特定的方法
Method m = clazz2.getMethod("walk",null);
System.out.println(m.toString()); Field[] f = clazz2.getDeclaredFields();
for(Field ff:f){
System.out.print(ff+ " ");
} //调用指定的方法---先获取,在调用;注意私有方法先设置访问权限
Method m1 = clazz2.getMethod("walk", null);
System.out.println("hahahhha");
m1.invoke(obj,null); //调用指定的构造方法创建类实例;先获取在调用
Constructor cc = clazz2.getConstructor(int.class,String.class);
Object o1 = cc.newInstance(12,"blue"); //获取和修改对象的属性值
Field ffs = clazz2.getDeclaredField("age");
ffs.setAccessible(true);
ffs.set(obj, 29);
Object oo = ffs.get(obj);
System.out.println(oo); } } class HelloKitty {
private int age;
public String color = "pink";
public HelloKitty() {} public HelloKitty(int age) {
this.age = age;
} public HelloKitty(int age,String color) {
this.age = age;
this.color = color;
System.out.println("okokok");
} public void walk(){
System.out.println("hhhhhhhhhhhhh");
} public void talk(int i){
System.out.println(i + "----------" + age);
}
}

6:如果只是应用,网上文章一大堆,用就要知道一些具体的细节,不然 emmmm.....(不引战,懂就好)

这里说一下核心方法 method.invoke

(1)这是invoke 的入口方法
/**
* Invokes the underlying method represented by this {@code Method}
* object, on the specified object with the specified parameters.
* Individual parameters are automatically unwrapped to match
* primitive formal parameters, and both primitive and reference
* parameters are subject to method invocation conversions as
* necessary.
*
* <p>If the underlying method is static, then the specified {@code obj}
* argument is ignored. It may be null.
*
* <p>If the number of formal parameters required by the underlying method is
* 0, the supplied {@code args} array may be of length 0 or null.
*
* <p>If the underlying method is an instance method, it is invoked
* using dynamic method lookup as documented in The Java Language
* Specification, Second Edition, section 15.12.4.4; in particular,
* overriding based on the runtime type of the target object will occur.
*
* <p>If the underlying method is static, the class that declared
* the method is initialized if it has not already been initialized.
*
* <p>If the method completes normally, the value it returns is
* returned to the caller of invoke; if the value has a primitive
* type, it is first appropriately wrapped in an object. However,
* if the value has the type of an array of a primitive type, the
* elements of the array are <i>not</i> wrapped in objects; in
* other words, an array of primitive type is returned. If the
* underlying method return type is void, the invocation returns
* null.
*
* @param obj the object the underlying method is invoked from
* @param args the arguments used for the method call
* @return the result of dispatching the method represented by
* this object on {@code obj} with parameters
* {@code args}
*
* @exception IllegalAccessException if this {@code Method} object
* is enforcing Java language access control and the underlying
* method is inaccessible.
* @exception IllegalArgumentException if the method is an
* instance method and the specified object argument
* is not an instance of the class or interface
* declaring the underlying method (or of a subclass
* or implementor thereof); if the number of actual
* and formal parameters differ; if an unwrapping
* conversion for primitive arguments fails; or if,
* after possible unwrapping, a parameter value
* cannot be converted to the corresponding formal
* parameter type by a method invocation conversion.
* @exception InvocationTargetException if the underlying method
* throws an exception.
* @exception NullPointerException if the specified object is null
* and the method is an instance method.
* @exception ExceptionInInitializerError if the initialization
* provoked by this method fails.
*/
@CallerSensitive
public Object invoke(Object obj, Object... args)
throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
InvocationTargetException
{
if (!override) {
if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
checkAccess(caller, clazz, obj, modifiers);
}
}
MethodAccessor ma = methodAccessor; // read volatile
if (ma == null) {
ma = acquireMethodAccessor();
}
return ma.invoke(obj, args);
} (2)这段英文就不具体翻译啦,大致意思就是使用这个方法的各种可能情况,可能出现的问题,特别提醒,如果练习英语但是不会*,看不到国外的文章可以看底层代码的注释,一样可以练习英语
(3)开始正式解读这个方法,首先说一下这注解@CallerSensitive
这个注解是为了堵住漏洞用的。曾经有黑客通过构造双重反射来提升权限,
原理是当时反射只检查固定深度的调用者的类,看它有没有特权,
例如固定看两层的调用者(getCallerClass(2))。如果我的类本来没足够
权限群访问某些信息,那我就可以通过双重反射去达到目的:反射相关
的类是有很高权限的,而在 我->反射1->反射2 这样的调用链上,反射2
检查权限时看到的是反射1的类,这就被欺骗了,导致安全漏洞。
使用CallerSensitive后,getCallerClass不再用固定深度去寻找
actual caller(“我”),而是把所有跟反射相关的接口方法都标注上
CallerSensitive,搜索时凡看到该注解都直接跳过,这样就有效解决了
前面举例的问题
思考:反射还有双重反射?有没有多重反射呢?

(3):invoke方法可以分为俩部分,一部分是访问控制检查,第一个if;第二部分就是MethodAccessor。invoke()实现执行方法

针对第一部分:简单来说就是访问权限检查,判断你是否可以访问这个方法

具体来说就是: 检查override,如果override为true,(Method的父类AccessibleObject中声明的变量)跳过检查;否则继续; 快速检查,判断该方法的修饰符modifiers是否为public,如果是跳过检查;否则继续; 详细检查,通过方法的(protected/private/package)修饰符或方法的声明类(例如子类可以访问父类的protected方法)与调用者caller之间的关系,判断caller是否有权限访问该方法。这里推荐看一下java四种访问权限,可能我们一般只用到private和public,但访问权限控制很重要,在一些多人合作的项目中尤为重要

这里就涉及到一个有意思的 Field(他父类也是AccessibleObject),他的override是false,导致我们在获取属性是常用setAccessible(true),当属性为private修饰

针对第二部分MethodAccessor.invoke();也就是真正的调用方法

这里有一个注释  // read volatile,这个很有意思是,volatile 是一个类型修饰符。volatile 的作用是作为指令关键字,确保本条指令不会因编译器的优化而省略。
//这是methodAccessor,对应的代码
private volatile MethodAccessor methodAccessor;
逻辑很简单就是简单的赋值,如果不存在就创建;实现就不太好理解啦,看源码(提示:一定要好好看注释)
// NOTE that there is no synchronization used here. It is correct
// (though not efficient) to generate more than one MethodAccessor
// for a given Method. However, avoiding synchronization will
// probably make the implementation more scalable.
private MethodAccessor acquireMethodAccessor() {
// First check to see if one has been created yet, and take it
// if so
MethodAccessor tmp = null;
if (root != null) tmp = root.getMethodAccessor();
if (tmp != null) {
methodAccessor = tmp;
} else {
// Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
tmp = reflectionFactory.newMethodAccessor(this);
setMethodAccessor(tmp);
} return tmp;
} // Returns MethodAccessor for this Method object, not looking up
// the chain to the root
MethodAccessor getMethodAccessor() {
return methodAccessor;
} // Sets the MethodAccessor for this Method object and
// (recursively) its root
void setMethodAccessor(MethodAccessor accessor) {
methodAccessor = accessor;
// Propagate up
if (root != null) {
root.setMethodAccessor(accessor);
}
} //这个是我在看别人文章时看到的,这个方法为了维护root引用,标记一下,日后再来研究
//这个方法可能会导致类膨胀
//类膨胀:类的膨胀(Bloating)指的是类中成员过多,甚至出现无序增加的情况。过大的类,会使得复杂度急剧增加,维护会变得更为困难。所以需要控制类的增长。
//https://www.2cto.com/kf/201506/410716.html,这篇文章讲解类膨胀
Method copy() {
Method res = new Method(clazz, name, parameterTypes, returnType,
exceptionTypes, modifiers, slot, signature,
annotations, parameterAnnotations, annotationDefault);
res.root = this;
res.methodAccessor = methodAccessor;
return res;
}
Java反射简单使用--第一次细致阅读底层代码
注意这个方法acquireMethodAccessor,他有一个调用反射工厂的过程,ReflectionFactory利用MethodAccessor的字节码生成类MethodAccessorGenerator直接创建一个代理类,通过间接调用原方法完成invoke()任务;
这句话有几个概念:字节码,动态代理,反射最终都是调用原始类
这些遗留问题日后在解决把!!!

7:总结一下我理解的反射和应用场景

(1)反射的概念:可以理解成你去了一个小黑屋,里面可能有各种东西,都上了锁,你通过反射就能获取里面的东西,并且去除锁,知道东西的真正面目

(2)反射应用场景:简单来说就是“动态带有固定”,举个例子,比如我上面的例子,方法是动态的,但是方法的参数是固定的;传入的参数固定的,但是顺序未必和方法一致的;

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