使用反射访问不可见的类

Question

我正在尝试使用反射获取一个非可见类的实例，也就是包私有类。我想知道是否有一种方法可以将修饰符修改为public，然后使用Class.forName访问它。但是我现在尝试这样做时，会出现错误提示，告诉我不能这样操作。不幸的是，Class类没有setAccessible方法。

- Josh Sobel

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setAccessible方法定义在构造函数、方法或字段上，而不是类上。使用getConstructor API来获取其构造函数。 - Shiva Kumar

但问题出在哪里呢？为什么你想要使用反射？难道不能直接使用 new full.package.name.of.YourClass() 吗？所有的构造函数都是包/私有的吗？ - Pshemo

如果我使用的类在不同的包中，则不能使用“no not”。 - Josh Sobel

为什么你想要这样做呢？那个类很可能是有意设为包可见的。 - Louis Wasserman

Answer 1

嵌套类 - 在其他类中定义的类（包括静态和非静态类）
内部类 - 非静态嵌套类（内部类的实例只能通过外部类的实例创建）

非嵌套（顶级）类

根据您的问题，我们知道您想要访问的构造函数不是公共的。所以您的类可能看起来像这样（A 类位于与我们不同的包中）

package package1;

public class A {
    A(){
        System.out.println("this is non-public constructor");
    }
}

创建此类的实例，我们需要获取要调用的构造函数，并使其可访问。完成后，我们可以使用 Constructor#newInstance(arguments) 创建实例。

Class<?> c = Class.forName("package1.A");
//full package name --------^^^^^^^^^^
//or simpler without Class.forName:
//Class<package1.A> c = package1.A.class;

//In our case we need to use
Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor();
//note: getConstructor() can return only public constructors
//so we needed to search for any Declared constructor

//now we need to make this constructor accessible
constructor.setAccessible(true);//ABRACADABRA!

Object o = constructor.newInstance();

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嵌套类和内部类

如果您想使用Class.forName访问嵌套（静态和非静态）类，您需要使用以下语法：

Class<?> clazz = Class.forName("package1.Outer$Nested");

Outer$Nested 表示 Nested 类在 Outer 类中声明。嵌套类与方法非常相似，它们可以访问其外部类的所有成员（包括私有成员）。

但是我们需要记住，内部类的实例需要其外部类的实例才能存在。通常我们通过以下方式创建它们：

Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner();

正如您所看到的，每个内部类实例都有关于其外部类的一些信息（对该外部实例的引用存储在this$0字段中，更多信息：在调试Java时，如果一个变量的名称为“this$0”，在IntelliJ IDEA中是什么意思？）

因此，在使用Constructor#newInstance()创建Inner类实例时，您需要将外部类实例的引用作为第一个参数传递（以模拟outer.new Inner()的行为）。

这里是一个例子。

在package1中

package package1;

public class Outer {
    class Inner{
        Inner(){
            System.out.println("non-public constructor of inner class");
        }
    }
}

在package2中

package package2;

import package1.Outer;
import java.lang.reflect.Constructor;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Outer outerObject = new Outer();

        Class<?> innerClazz = Class.forName("package1.Outer$Inner");

        // constructor of inner class as first argument need instance of
        // Outer class, so we need to select such constructor
        Constructor<?> constructor = innerClazz.getDeclaredConstructor(Outer.class);

        //we need to make constructor accessible 
        constructor.setAccessible(true);

        //and pass instance of Outer class as first argument
        Object o = constructor.newInstance(outerObject);
        
        System.out.println("we created object of class: "+o.getClass().getName());

    }
}

静态嵌套类

静态嵌套类的实例不需要外部类的实例（因为它们是静态的）。因此，在它们的情况下，我们不需要查找第一个参数为 Outer.class 的构造函数。我们也不需要将外部类的实例作为第一个参数传递。换句话说，代码与非嵌套（顶级）类相同（也许除了在使用 Class.forName() 引用嵌套类时需要添加使用 $ 而不是 . 在类名中，例如 Class.forName("some.package.Outer$Nested1$NestedNested")）。

- Pshemo

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如果A类默认为public/package private，那么我们可以在不同的包中使用Class.forName加载它吗？ - Mahesh Bhuva

@MaheshBhuva 是的（至少在标准设置下，我不是反射专家，因此无法确定是否有方法可以防止它）。Class.forName返回类字面值，它是包含关于指定类的元信息的Class实例。但是如果我们想要访问它中的一些方法/字段，我们可能需要对这些Method或Field的实例调用setAccessible(true)。 - Pshemo

Answer 2

Class.forName应该可以正常工作。如果该类在“package.access”安全属性的包层次结构列表中，则您需要使用适当的特权（通常是所有权限；或者没有安全管理器）执行操作。

如果您正在尝试使用Class.newInstance，请不要这样做。 Class.newInstance处理异常不好。相反，获取一个Constructor并在其上调用newInstance。如果没有异常跟踪，很难看出您遇到了什么问题。

像往常一样，大多数但不是所有反射使用都是坏主意。

- Tom Hawtin - tackline

Answer 3

我们最近发布了一个库，它可以通过反射非常方便地访问私有字段、方法和内部类: BoundBox 对于像下面这样的类：

public class Outer {
    private static class Inner {
        private int foo() {return 2;}
    }
}

它提供了类似于以下语法的功能：

Outer outer = new Outer();
Object inner = BoundBoxOfOuter.boundBox_new_Inner();
new BoundBoxOfOuter.BoundBoxOfInner(inner).foo();

创建BoundBox类的唯一要做的事情就是编写@BoundBox(boundClass=Outer.class)，然后BoundBoxOfOuter类将立即生成。

- Snicolas

Answer 4

我有一个需求，如果最新版本的对象中某个字段的值为空，则需要从旧版本的对象中复制该字段的值。我们有以下两个选项。

核心Java：

for (Field f : object.getClass().getSuperclass().getDeclaredFields()) {
    f.setAccessible(true);
  System.out.println(f.getName());
  if (f.get(object) == null){
    f.set(object, f.get(oldObject));
  }
}

使用 Spring [org.springframework.beans.BeanWrapper] ：

BeanWrapper bw = new BeanWrapperImpl(object);
PropertyDescriptor[] data = bw.getPropertyDescriptors();
for (PropertyDescriptor propertyDescriptor : data) {
  System.out.println(propertyDescriptor.getName());
  Object propertyValue = bw.getPropertyValue(propertyDescriptor.getName());
  if(propertyValue == null )
    bw.setPropertyValue( new PropertyValue(propertyDescriptor.getName(),"newValue"));
}

- Vik_Technologist

Answer 5

在Android上不得不做类似的事情，这是我想出来的：

/**
 * To fix issues with wrong edge-to-edge bottom sheet top padding and status bar icon color…
 * …we need to call [BottomSheetDialog.EdgeToEdgeCallback.setPaddingForPosition] which is a private function from a private class.
 * See: https://github.com/material-components/material-components-android/issues/2165
 */
fun adjustBottomSheet(aDialog : BottomSheetDialog) {
    // Get our private class
    val classEdgeToEdgeCallback = Class.forName("com.google.android.material.bottomsheet.BottomSheetDialog\$EdgeToEdgeCallback")
    // Get our private method
    val methodSetPaddingForPosition: Method = classEdgeToEdgeCallback.getDeclaredMethod("setPaddingForPosition", View::class.java)
    methodSetPaddingForPosition.isAccessible = true
    // Get private field containing our EdgeToEdgeCallback instance
    val fieldEdgeToEdgeCallback = BottomSheetDialog::class.java.getDeclaredField("edgeToEdgeCallback")
    fieldEdgeToEdgeCallback.isAccessible = true
    // Get our bottom sheet view field
    val fieldBottomField = BottomSheetDialog::class.java.getDeclaredField("bottomSheet")
    fieldBottomField.isAccessible = true
    // Eventually call setPaddingForPosition from EdgeToEdgeCallback instance passing bottom sheet view as parameter
    methodSetPaddingForPosition.invoke(fieldEdgeToEdgeCallback.get(aDialog),fieldBottomField.get(aDialog))
}

你也许需要确保ProGuard没有丢弃你要访问的方法：

# Needed for now to fix our bottom sheet issue from 
com.google.android.material:material:1.4.0-alpha02
-keep class com.google.android.material.bottomsheet.BottomSheetDialog$EdgeToEdgeCallback {
    private void setPaddingForPosition(android.view.View);
}

- Slion