方法句柄查找设施

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据JavaDoc说明,MethodHandles.lookup()返回一个工具,能够访问与调用此函数的调用者相同的方法/函数/构造函数。具体而言,如果调用者可以访问某些私有数据,则该MethodHandles.Lookup工具也可以访问。下面的代码证明了这种说法是错误的。我错在哪里了?
public class MethodHandlerAccessTest  {

        private static class NestedClass {
            private static void foo(){}
        }

        @Test
        public void testPrivateAccess() throws Throwable {
            NestedClass.foo();  //compiles and executes perfectly
            MethodType type = MethodType.methodType(void.class);
            MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
            MethodHandle mh = lookup.findStatic(NestedClass.class, "foo", type);
        }

 }

Edit:

以下是错误信息:

java.lang.IllegalAccessException: member is private: MethodHandlerAccessTest$NestedClass.foo()void, from MethodHandlerAccessTest at java.lang.invoke.MemberName.makeAccessException(MemberName.java:507) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.checkAccess(MethodHandles.java:1182) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.checkMethod(MethodHandles.java:1162) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.accessStatic(MethodHandles.java:591) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.findStatic(MethodHandles.java:587) at MethodHandlerAccessTest.testPrivateAccess(MethodHandlerAccessTest.java:19) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:601) at org.junit.runners.model.FrameworkMethod$1.runReflectiveCall(FrameworkMethod.java:47) at org.junit.internal.runners.model.ReflectiveCallable.run(ReflectiveCallable.java:12) at org.junit.runners.model.FrameworkMethod.invokeExplosively(FrameworkMethod.java:44) at org.junit.internal.runners.statements.InvokeMethod.evaluate(InvokeMethod.java:17) at org.junit.runners.ParentRunner.runLeaf(ParentRunner.java:271) at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:70) at org.junit.runners.BlockJUnit4ClassRunner.runChild(BlockJUnit4ClassRunner.java:50) at org.junit.runners.ParentRunner$3.run(ParentRunner.java:238) at org.junit.runners.ParentRunner$1.schedule(ParentRunner.java:63) at org.junit.runners.ParentRunner.runChildren(ParentRunner.java:236) at org.junit.runners.ParentRunner.access$000(ParentRunner.java:53) at org.junit.runners.ParentRunner$2.evaluate(ParentRunner.java:229) at org.junit.runners.ParentRunner.run(ParentRunner.java:309) at org.eclipse.jdt.internal.junit4.runner.JUnit4TestReference.run(JUnit4TestReference.java:50) at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.TestExecution.run(TestExecution.java:38) at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.runTests(RemoteTestRunner.java:467) at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.runTests(RemoteTestRunner.java:683) at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.run(RemoteTestRunner.java:390) at org.eclipse.jdt.internal.junit.runner.RemoteTestRunner.main(RemoteTestRunner.java:197)

1个回答

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问题在于你的测试方法并没有真正调用NestedClass.foo()方法。这一行代码是:NestedClass.foo()
NestedClass.foo();

...实际上被转化为一个在foo中生成的合成方法的调用,就像这样:

NestedClass.access$000();

access$000看起来是这样的:

// Note package access
static void access$000() {
    foo();
}

您可以通过使用javap -c来查看实际的字节码进行验证。
在JVM级别上,您的外部类无法访问foo()。Java编译器仅通过创建access$000并在源代码调用foo()时从您的外部类调用它来合成访问。
在执行时,反射库不会执行相同的操作,因此会导致错误。

谢谢您的解释。我之前听说过合成字段/方法,但实际上从未遇到过。为什么MethodHandle没有模拟这种行为?来自lookup()方法的JavaDoc:“返回调用方的查找对象,该对象具有访问调用方可以访问的任何方法句柄的能力,包括对私有字段和方法的直接方法句柄的访问。此查找对象是一种可以委托给受信任代理的功能。”我希望能够做到这一点。 - alexsmail
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@alexsmail:编译器可以按照自己的方式实现合成方法。我不希望JRE尝试做同样的事情。重要的是要区分语言允许你做什么和字节码允许你做什么。就虚拟机而言,你并没有调用foo(),也无权这样做。通过添加额外的方法并调用它,语言能够赋予你“特殊”的权限来这样做,但这只是语言问题。从虚拟机的角度来看,调用者(外部类)确实无法访问foo() - Jon Skeet
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有点晚了,但是有一个简单的解决方法。将 MethodHandles.lookup() 替换为 MethodHandles.lookup().in(NestedClass.class)。通过这种方式在外部类和内部类之间更改上下文类时,私有访问能力得以保留,因此之后可以访问嵌套类的 private 成员。除此之外,从Java 11开始,这个 access$... 的东西不再必要,但它也需要使用JDK 11目标编译代码。 - Holger

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