Java反射-修改欄位值, 反射修改static final修飾的欄位

来源:https://www.cnblogs.com/noKing/archive/2018/05/15/9038234.html
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Java反射, 修改欄位值, 實例化對象, 繞過構造器來實例化對象 ...


反射修改欄位

咱們從最簡單的例子到難, 一步一步深入. 

使用反射修改一個private修飾符的變數name

咱們回到主題, 先用反射來實現一個最基礎的功能吧.

其中待獲取的name如下:

public class Pojo {
    private StringBuilder name = new StringBuilder("default");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

接下來咱們 使用反射來修改上面name的值.

為什麼要用反射呢? 因為成員變數name是private修飾的, 而且沒有提供一個setter方法.沒有方法可以設置name的值.

雖然沒有一個對外開放的介面, 但是反射卻可以輕而易舉地做到:

        Pojo p = new Pojo();

        // 查看被修改之前的值
        p.printName();

        // 反射獲取欄位, name成員變數
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 由於name成員變數是private, 所以需要進行訪問許可權設定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射進行賦值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));

        // 列印查看被修改後的值
        p.printName();

 發現被修改成功, 結果如下:

使用反射修改一個final修飾符的變數name

剛纔使用反射成功修改了private修飾的變數, 那麼如果是final修飾的變數那麼還能否使用反射來進行修改呢? (因為正常的setter getter操作反正是做不到.)

聲明一個final修飾的name如下. 接下來使用反射來對它進行修改. 目的也就是使name指向一個新的StringBuilder對象.

public class Pojo2 {
    private final StringBuilder name = new StringBuilder("default2");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　咱們看看反射的威力吧, 它能修改final的欄位的指向.也就是讓name欄位指向一個新的地址.

        Pojo2 p = new Pojo2();

        // 查看被修改之前的值
        p.printName();

        // 反射獲取欄位, name成員變數
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 由於name成員變數是private, 所以需要進行訪問許可權設定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射進行賦值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        
        // 列印查看被修改後的值
        p.printName();

 發現設置成功, 結果如下:

使用反射修改一個final修飾符的String類型變數name

如果說同學們在看我這篇文章時, 在前面偷懶了, 或者是認為StringBuilder和String沒什麼大區別, 於是就在前面把我代碼里的StringBuilder都改為了String, 那麼大家的執行結果將會是一個意外結果.

也就是我前面的例子用StringBuilder就能成功, 如果都替換成了String, 使用反射也不能夠成功賦值.

為什麼呢?

在講解為什麼之前, 我這裡把這個問題重現一下:

把前面的StringBuilder替換為String後的Pojo3

public class Pojo3 {
    private final String name = "default3";

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

使用反射嘗試著進行賦值:

        Pojo3 p = new Pojo3();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();

 發現賦值失敗, 結果如下:

再一次提問: 為什麼呢?

因為JVM在編譯時期, 就把final類型的String進行了優化, 在編譯時期就會把String處理成常量, 所以 Pojo3里的printName()方法, 就相當於:

public void printName() {
        System.out.println("default3");
    }

 其實name的值是賦值成功了, 只是printName()方法在JVM優化後就被寫死了, 所以無論name是否被正確修改為其他的值, printName始終都會列印"default3".

那麼怎麼知道name是不是真的被重新賦值成功了呢?

看下麵代碼:

        Pojo3 p = new Pojo3();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        
        // 使用反射向name進行重新賦值
        nameField.set(p, "111");
        
        // 再使用反射再把name值取出來
        Object name = nameField.get(p);
        
        // 把取出來的name值進行列印
        System.out.println(name.toString());

 結果如下, 說明name變數確實被賦值成功.　　

那麼可能有同學就問了,final修飾的String在JVM編譯時就被處理為常量,  怎麼樣防止這種現象呢?   請看下麵講解

使用反射修改一個final修飾符的String類型變數name, 同時防止字元串在編譯時被處理為常量

使用一些手段讓final String類型的name的初始值經過一次運行才能得到, 那麼就不會在編譯時期就被處理為常亮了.

public class Pojo4 {
    // 防止JVM編譯時就把"default4"作為常量處理
    private final String name = (null == null ? "default4" : "");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　運行測試的還是那段反射代碼:

        Pojo4 p = new Pojo4();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();

 結果如下, 發現確實成功了:　　

那麼有同學就會問了, 除了上面這種方法外, 還有什麼方法能防止JVM在編譯時就把final String的變數處理為常亮呢 ?

答: 嗯...只要是讓name的值經過運行才能獲得, 那麼就不會被處理為常量. 我再舉個程式例子吧.看下麵代碼:

public class Pojo5 {
    private final String name = new StringBuilder("default5").toString();

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　還是那段反射的代碼, 運行

    @Test
    public void test5() throws Exception {
        Pojo5 p = new Pojo5();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();
    }

 結果如下, OK

使用反射修改一個static修飾符的變數name

剛纔展示了使用反射來修改final修飾的欄位, 接下來就演示一下使用反射來修改static修飾的變數:

如下的一個static修飾的一個name變數.

public class Pojo6 {
    private static StringBuilder name = new StringBuilder("default6");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

還是那段反射代碼來進行測試:

        Pojo6 p = new Pojo6();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        p.printName();

 發現結果如下, 也可以設置成功.　　

使用反射修改final + static修飾符的變數name

一個同時被final和static修飾的變數如下所示:

public class Pojo7 {
    private final static StringBuilder name = new StringBuilder("default7");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　如果還是通過下麵這段反射代碼來進行修改name的值, 那麼就錯了!

        Pojo7 p = new Pojo7();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        p.printName();

 執行之後會報出如下異常, 因為反射無法修改同時被static final修飾的變數:

 那到底能不能修改呢?

 答案是能修改.

那怎麼樣修改呢?

思路是這樣的, 先通過反射把name欄位的final修飾符去掉.看如下代碼:

先把name欄位通過反射取出來, 這個和之前的步驟都一樣, 反射出來的欄位類型(Field)命名為'nameField'

        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);

 接下來再通過反射, 把nameField的final修飾符去掉:

        Field modifiers = nameField.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        modifiers.setAccessible(true);
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

 然後就可以正常對name欄位進行值的修改了.

        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));

 最後別忘了再把final修飾符加回來:

modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

 本例子中反射部分完整的代碼如下:

        // 註釋的這段代碼這樣使用是錯誤的
//        Pojo7 p = new Pojo7();
//        p.printName();
//        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
//        nameField.setAccessible(true);
//        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
//        p.printName();

        Pojo7 p = new Pojo7();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);


        Field modifiers = nameField.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        modifiers.setAccessible(true);
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        p.printName();

 結果如下, 表示修改正確:　　

 

本文中的所有代碼都在這裡: https://github.com/GoldArowana/K-Object/tree/master/src/test/java/reflect/field   裡面的TestField.java為主要反射代碼


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