Java：通过反射访问私有字段（行为）

Question

Java初学者；使用反射可以访问私有字段（不问如何访问，参见问题1和问题2）。

我的问题与此行为的性质有关。

1. 是否存在任何限制？我能访问遇到的任何.class的任何字段吗？
2. 在我的代码中，一旦将字段的可见性设置为例如"public"，它会永久改变还是仅在上下文结构（方法, if, for…）结束之前有效？请查看以下代码
3. 对所有人来说这样做是否安全？我的意思是，StackOverflow的高级程序员们，这是否是一种安全漏洞？

代码 [已编辑]：

  Field f = obj.getClass().getDeclaredField("field"); 
  if (...) {
     f.setAccessible(true);
     // f IS accesible
  }
  // is f accesible?

- Manu Artero

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有一些情况下，反射是一种违规行为。其中一个我想到的情况是通过反射访问Singleton类的私有构造函数来创建多个实例。 - Chetan Kinger

如果您提到的是 f.setAccessible(true)，那么您正在授予对该特定 Field 实例所表示的字段的访问权限。如果您创建另一个实例的 Field 指向同一字段（无论之前是否对先前的 Field 实例调用了 setAccessible(true)），则此新实例将无法访问私有字段。在您的代码中，如果设置字段的可见性为 "public"，则与 setAccessible(true) 不同，它将永久地公开该字段而不仅仅是在特定实例上。 - Pshemo

@Chetan Kinger 没错！如果某个东西被设计为私有的...就让它保持私有。在私有属性的情况下...尝试调用相关的getter方法。Pshemo，在上下文的末尾，你调用setAccessible之后它还是可访问的吗（编辑我的问题）？ - Manu Artero

@manutero 这样的限制将必须由类的开发人员强制执行。在Singleton示例的情况下，可以通过在构造函数中抛出异常来实现，如果指向类实例的自引用不为null。当使用反射的调用者收到此异常时，应推断该类是单例，并寻找其他获取类实例句柄的方法。 - Chetan Kinger

有时候我们希望能够直接设置一些私有值，而不是通过setter方法来设置，例如当我们测试代码的错误值时（这些值通常无法通过良好编写的setter方法来设置）。 - Pshemo

Answer 1

是否有限制？

是的 - 为了使其起作用，您需要几个JVM权限（其中最重要的是accessDeclaredMembers和suppressAccessChecks，在文档中用大而粗的警告标记），如果您的JVM安全配置文件相对严格（比如广受诟病的小应用程序），那么您的代码将无法正常工作，因为这些权限将不可用。

它会永久改变吗？

会的，只要您的程序继续运行，这些字段就会保持可访问状态（只要您继续使用相同的更改了访问权限的 Field 实例）。

这是坏事吗？

不一定。它允许Java代码序列化和反序列化具有私有字段的对象，它允许复杂的模拟，可能简化测试，它允许您窥视您否则无法窥视的地方。但是，由于它打破了预期，您应该谨慎使用，并确保用户知道您需要额外的权限并且“正在查看内部运作”。文档（见上文）非常清楚地说明，这被认为是有风险的，并且只有在您知道自己在做什么时才允许使用。

- tucuxi

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“它会永久改变吗？是的，只要您的程序继续运行，这些字段将保持可访问状态。” 这仅适用于通过调用“setAccessible（true）”的Field实例访问此字段（并且没有抛出SecurityException）。 我们仍然无法直接访问私有字段（不使用反射）。 - Pshemo