跨线程反射

Question

我正在处理一个设置，其中一个线程设置了许多线程（服务），将它们全部一起运行以模拟系统的运行，然后在最后合并它们并处理终止等操作。我的测试作为其中一个服务运行，并通过JMS与其他服务进行通信。对于我的某些测试，我需要访问另一个线程中包含的私有变量。我不能更改在另一个线程中运行的代码，例如添加访问器方法或通过JMS发送变量。由于框架设置的方式，我也无法将要访问的服务的引用传递给我的测试服务。

我知道包含我需要访问的类的线程的名称，并且可以通过枚举正在运行的线程来获取对该线程的引用，但是我不知道如何在获取到它之后从线程中提取任何内容。

是否有一种使用反射或其他技术从另一个线程获取类引用的方法？

编辑：以下是我所处情况的示例：

import java.lang.reflect.Field;

public class Runner
{
    /**
     * Pretend this is my test class.
     */
    public static void main( String[] args )
    {
        // this is how my test starts up the system and runs the test
        runTest( TestService.class );
    }

    /**
     * Instantiate the test service and start up all of the threads in the
     * system. Doesn't return until test has completed.
     * 
     * @param testServiceClass
     *            the class that will run the test
     */
    static void runTest( Class<? extends Service> testServiceClass )
    {
        try
        {
            // setup the services
            Service testService =
                    testServiceClass.getConstructor( new Class<?>[] { String.class } )
                            .newInstance( "test service" );

            FixedService fixedService = new FixedService( "fixed service" );

            // start the services
            testService.start();
            fixedService.start();

            // wait for testService to signal that it is done
            System.out.println( "Started threads" );
            while ( !testService.isDone() )
            {
                try
                {
                    Thread.sleep( 1000 );
                }
                catch ( InterruptedException e )
                {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            // stop the fixed service
            fixedService.stop();
            System.out.println( "TestService done, fixed service told to shutdown" );
        }
        catch ( Exception e )
        {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * I cannot modify this class. Handling of thread start is similar to real
     * system.
     */
    abstract static class Service implements Runnable
    {
        protected boolean isDone = false;
        protected boolean stop = false;
        private Thread thisServiceThread;

        public Service( String name )
        {
            thisServiceThread = new Thread( this, name );
        }

        public boolean isDone()
        {
            return isDone;
        }

        public void start()
        {
            thisServiceThread.start();
        }

        public void stop()
        {
            this.stop = true;
        }
    }

    /**
     * I can modify this class. This is the class that actually runs my test.
     */
    static class TestService extends Service
    {
        public TestService( String name )
        {
            super( name );
        }

        @Override
        public void run()
        {
            System.out.println( "TestService: started" );

            // TODO: How can I access FixedService.getMe from where without
            // modifying FixedService?
            try
            {
                Field field = FixedService.class.getDeclaredField( "getMe" );
                field.setAccessible( true );
                System.out.println( field.get( null ) );
            }
            catch ( SecurityException e )
            {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            catch ( NoSuchFieldException e )
            {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            catch ( IllegalArgumentException e )
            {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            catch ( IllegalAccessException e )
            {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }

            System.out.println( "TestService: done" );
            isDone = true;
        }

    }

    /**
     * I cannot modify this class. This is part of the system being tested.
     */
    static class FixedService extends Service
    {
        private boolean getMe = false;

        public FixedService( String name )
        {
            super( name );
        }

        @Override
        public void run()
        {
            System.out.println( "FixedService: started" );

            // don't stop until signaled to do so
            while ( !stop )
            {
                try
                {
                    Thread.sleep( 1000 );
                }
                catch ( InterruptedException e )
                {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            System.out.println( "FixedService: gotMe? " + getMe );

            System.out.println( "FixedService: done" );
            isDone = true;
        }
    }
}

- Chris Lieb

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私有变量不属于线程。您能再解释一下吗？您是指Thread子类的实际实例的成员变量吗？ - Steve McLeod

@SteveMcLeod 我的意思是一个Runnable类实例的成员变量。 - Chris Lieb

Answer 1

正如Hemal Pandya所说，如果你想实际读取或操作字段，你需要服务对象而不仅仅是类。

假设你需要的对象是线程上设置的可运行对象，那么通过一些非常肮脏的反射技巧是可能的。你需要使用私有成员访问技巧从线程中获取target字段，然后再次使用它来访问你在可运行对象本身上需要的字段。

以下是一些示例代码。请注意，我没有真正考虑线程同步问题（尽管我不确定是否可能正确同步此类访问）。

import java.lang.reflect.Field;

public class SSCCE {
    static class T extends Thread {
        private int i;

        public T(int i) {
            this.i = i;
        }

        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                System.out.println("T: " + i);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // ignore
                }
            }
        }
    }

    static class R implements Runnable {
        private int i;

        public R(int i) {
            this.i = i;
        }

        @Override
        public void run() {
            while(true) {
                System.out.println("R: " + i);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // ignore
                }
            }
        }
    }

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new T(1);
        Thread t2 = new Thread(new R(2));

        t1.start();
        t2.start();

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // ignore
        }

        setI(t1,3);
        setI(t2,4);
    }

    static void setI(Thread t, int newVal) {
        // Secret sauce here...
        try {
            Field fTarget = Thread.class.getDeclaredField("target");
            fTarget.setAccessible(true);
            Runnable r = (Runnable) fTarget.get(t);

            // This handles the case that the service overrides the run() method
            // in the thread instead of setting the target runnable
            if (r == null) r = t;

            Field fI = r.getClass().getDeclaredField("i");
            fI.setAccessible(true);
            fI.setInt(r, newVal);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

- Kevin K

Answer 2

你需要获取变量的不是Thread，而是Object。尝试编写控制线程和被控制线程的小代码示例，就会更清楚了。

访问私有成员是简单的部分。

编辑：使用从Thread.getId()到Runnable的Map。当你想要检查一个线程时，识别可运行的内容并使用反射。由于同步问题，您可能无法获得最新值。

- Miserable Variable

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我知道一旦我获得包含私有成员的实例的引用，就可以访问私有成员。我的问题是如何首先获取该引用。 - Chris Lieb

这就是为什么我说要写一些示例代码 :) 如果没有它，很难提供任何建议，如果你写一个足够小的示例，你可能会自己找到解决方案。 - Miserable Variable

很不幸，我无法访问创建线程的代码，因此我不知道如何创建这样的映射。 - Chris Lieb