Java 全面系統介紹反射的運用

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反射

反射定義

對象可以通過反射獲取他的類，類可以通過反射拿到所有⽅法（包括私有） 通過java語言中的反射機制可以操作字節碼文件，可以讀和修改字節碼文件

反射的基本運用

1. 獲取類對象

a. forName()方法

隻需要知道類名，在加載JDBC的時候會采用 實例代碼

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

b. 直接獲取

使用.class去獲取對於的對象

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Runtime.class;
        System.out.println(name);
    }
}

c. getClass()方法

getClass來獲取字節碼對象，必須要明確具體的類，然後創建對象

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        Class<?> name = rt.getClass();
        System.out.println(name);
    }
}

d. getSystemClassLoader().loadClass()方法

這個方法和forName類似，隻要有類名就可以瞭，但是區別在於，forName的靜態JVM會裝載類，並執行static()中的代碼

public class getSystemClassLoader {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

2. 獲取類方法

a. getDeclaredMethods

返回類或接口聲明的所有方法，包括public、protected、private和默認方法，但是不包括繼承的方法

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethods {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
        Method[] m = name.getDeclaredMethods();
        for(Method x:m)
            System.out.println(x);
    }
}

b. getDeclaredMethod

獲取特定的方法，第一個參數是方法名，第二個參數是該方法的參數對應的class對象，例如這裡Runtime的exec方法參數為一個String，所以這裡的第二個參數是String.class

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethod {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Method m = name.getDeclaredMethod("exec",String.class);
        System.out.println(m);
    }
}

c. getMethods

返回某個類所有的public方法，包括繼承類的public方法

d. getMethod

參數同理getDeclaredMethod

3. 獲取成員變量

同理Method的那幾個方法

a. getDeclaredFields

獲取類的成員的所有變量數組，但是不包括父類的

b. getDeclaredField(String name)

獲取特定的，參數是想要的方法的名稱

c. getFields()

同理，隻能獲得public的，但是包括瞭父類的

d. getField(String name)

同理，參數是想要的方法的名稱

4. 獲取構造函數Constructor

Constructor<?>[] getConstructors() ：隻返回public構造函數

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() ：返回所有構造函數

Constructor<> getConstructor(類<?>… parameterTypes) : 匹配和參數配型相符的public構造函數

Constructor<> getDeclaredConstructor(類<?>… parameterTypes) ： 匹配和參數配型相符的構造函數

後面兩個方法的參數是對於方法的參數的類型的class對象，和Method的那個類似，例如String.class

5. 反射創建類對象

newInstance

可以通過反射來生成實例化對象，一般我們使用Class對象的newInstance()方法來進行創建類對象

創建的方法就是：隻需要通過forname方法獲取到的class對象中進行newInstance方法創建即可

Class c = Class.forName("com.reflect.MethodTest"); // 創建Class對象
Object m1 =  c.newInstance(); // 創建類對象

invoke

invoke方法位於java.lang.reflect.Method類中，用於執行某個的對象的目標方法,一般會和getMethod方法配合進行調用。

使用用法：

public Object invoke(Object obj, Object... args)

第一個參數為類的實例，第二個參數為相應函數中的參數

obj：從中調用底層方法的對象，必須是實例化對象

args： 用於方法的調用，是一個object的數組，參數有可能是多個

但需要註意的是，invoke方法第一個參數並不是固定的：

  • 如果調用這個方法是普通方法，第一個參數就是類對象；
  • 如果調用這個方法是靜態方法，第一個參數就是類；

通過一個例子去理解

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Invoke {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("Invoke");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("test");
        m.invoke(o);
    }
    public void test(){
        System.out.println("測試成功");
    }
}

簡單來說就是這樣

方法.invoke(類或類對象)

先forName拿到Class，再newInstance獲取類對象，再getMethod獲取方法，然後調用

Runtime的rce例子（訪問限制突破）

Runtime類裡面有一個exec方法，可以執行命令

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

但是發現報錯瞭

在這裡插入代碼片

出現這個問題的原因：

  • 使用的類沒有無參構造函數
  • 使用的類構造函數是私有的

那麼解決方案就是setAccessible(true);，用這個去突破訪問限制

Java.lang.reflect.AccessibleObject類是Field，Method和Constructor類對象的基類，可以提供將反射對象標記為使用它抑制摸人Java訪問控制檢查的功能，同時上述的反射類中的Field，Method和Constructor繼承自AccessibleObject。所以我們在這些類方法基礎上調用setAccessible()方法，既可對這些私有字段進行操作

簡單來說，私有的屬性、方法、構造方法，可以通過這個去突破限制，xxx.setAccessible(true) 可以看到Runtime的構造方法是private的

那麼這裡我們就可以這麼去突破限制 先獲取構造方法，然後setAccessible獲取訪問權限 然後再最後invoke裡面，第一個參數寫成con.newInstance()

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(con.newInstance(),"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

這裡有一個疑問，如果把con.newInstance單獨提取出來，他打開計算器不會顯示出來，但是後臺的確是啟動瞭，不知道啥原因

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Object o = con.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

後記

反射中常用的幾個重要方法：

  • 獲取類的⽅法： forName
  • 實例化類對象的⽅法： newInstance
  • 獲取函數的⽅法： getMethod
  • 執⾏函數的⽅法： invoke
  • 限制突破方法：setAccessible

到此這篇關於Java 全面系統介紹反射的運用的文章就介紹到這瞭,更多相關Java 反射內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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