java - 是否可以在运行时用 Java 实现接口(interface)？

Question

我正在做一个项目，其中有很多由库创建的对象，而我无法访问这些对象的创建过程。

下面的片段是一个很好的例子来说明我的问题。

代码:

public class Clazz {
    //The contents of Clazz are irrelevant
    //Clazz is NOT my class. I have no access to its internal structure.
    //However, I do have access to Clazz objects that were created elsewhere.
}

ExampleInterface是一个接口(interface)，Clazz 可能会或可能不会在编译时实现。

代码:

public interface ExampleInterface {
    public void run();
}

以下代码是我遇到的问题。请注意以下事项:

run()仅当 c 是 ExampleInterface 的实例时才被调用.

getRunConditions(Clazz c)和 executeClazz(Clazz c)都是我无权访问的类中的私有(private)方法。

在编译时，Clazz将不包含名为 run() 的方法.

ExampleExecutor 不是我的类(class)。我无权访问它
方式(我什至无法获得该类的实例)。

代码:

public class ExampleExecutor {
    public void executeClazz(Clazz c) {
        if ((c instanceof ExampleInterface) && getRunConditions(c)) {
            ExampleInterface ex = (ExampleInterface) c;
            ex.run();
        }
    }
}

明明 以下方法在语法上是不可能的 ，但这正是我想要实现的目标。基本上，如果 c 还没有实现 ExampleInterface , 设置 c 来实现 ExampleInterface ，然后提供必须覆盖的方法。

请注意以下事项:

extendInterface( Name of Interface )是 编造语法 一世
创建是为了说明我的目标。

run()必须在这里定义(在运行时)。

我不能使用包装器或代理类作为解决方案。 IE，Clazz对象必须结束实现 ExampleInterface ，我无法使用解决方法。 (如果您想知道原因，请参阅 this link )。

代码:

public void implementInterface(Clazz c) {
    if (!(c instanceof ExampleInterface)) {
        c.extendInterface(ExampleInterface {
            @Override
            public void run() {
                //code
            }
        });
    }
}

澄清一下，我遇到的问题是我需要始终知道何时 run()在 Clazz 中被调用.如 Clazz永远不执行 ExampleInterface ，不知道什么时候 run()应该叫。

同时，我也想偶尔添加对 run()的支持。默认情况下不支持时。因为我无法访问 Clazz的创建对象，我不能通过自己实现接口(interface)来做到这一点。

问题:简单地说，是否可以在运行时实现接口(interface)(并提供所需的方法)？

注意:虽然唯一的解决方案可能需要反射(如果是，请在下面发布)，我使用的库有一个安全管理器，可以阻止所有反射的使用。 IE，一个反射解决方案，以后可能对别人有用，但对我没用。

另外，我的意思并不是只在我自己的程序中使用库。一个已经在运行的主机应用程序(这是我使用的库的目的)符合并运行我为它编写的代码。如果该应用程序不喜欢我提供的任何代码(IE，与其安全管理器冲突)，则该代码甚至不会被编译。

为什么我需要这样做:

它与我正在使用的库有关。因为 ExampleExecutor是我无权访问的方法，也无法控制Clazz的创建，无法确定何时 run()被执行。

为什么我需要知道什么时候 run()被执行是因为实际上， run()是一个事件处理程序，它是我正在使用的库的一部分。

例如: mouseClicked(CustomMouseEvent evt)可能是作为接口(interface)一部分的方法 CustomMouseListener .有时 Clazz 的实例单击鼠标时我会小心翼翼地工作(因此继承了 CustomMouseListener )，而其他时候则不然。

不像 Clazz例如，我总是关心鼠标是否被点击，并且总是需要触发事件。

实际上， ExampleInterface实际上是以下内容:

public interface CustomMouseListener {
    public void mouseClicked(CustomMouseEvent evt);
    public void mousePressed(CustomMouseEvent evt);
    public void mouseReleased(CustomMouseEvent evt);
    //etc
}

Answer 1

您可以使用 java 检测 API 来(强制)使类适应接口(interface)。这种技术通常被 APM、AOP 框架和分析器用于在运行时将日志记录和度量测量代码注入(inject)目标类。应用程序直接使用这种技术是非常不寻常的。如果我在生产代码中看到这一点，那至少是一个很大的危险信号。

尽管如此，

鉴于这些 Clazz:

package com.sabertiger.example;

public class Clazz {
    public void purr(){
        System.out.println("Hello world");
    }

}

界面

package com.sabertiger.example;

public interface ExampleInterface {
    void run();
}

执行者

package com.sabertiger.example;

public class ExampleExecutor {  
    public static void main(String[] args) {
        Clazz c=new Clazz();
        // Normally a ClassCastException
        ExampleInterface i=(ExampleInterface)(Object)(Clazz) c;
        i.run();
    }
}

正常运行会产生此错误:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException:
  com.sabertiger.example.Clazz cannot be cast to 
  com.sabertiger.example.ExampleInterface
    at com.sabertiger.example.ExampleExecutor.main(ExampleExecutor.java:7)

您可以通过转换类提供缺少的接口(interface)和实现来使其工作:

package com.sabertiger.instrumentation;

import java.lang.instrument.ClassFileTransformer;
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException;
import java.lang.instrument.Instrumentation;
import java.security.ProtectionDomain;

import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtNewMethod;

public class ExampleInterfaceAdapter implements ClassFileTransformer {

    public static void premain(String agentArgument, Instrumentation instrumentation) {
        // Add self to list of runtime transformations
        instrumentation.addTransformer(new ExampleInterfaceAdapter());
    }

    @Override
    // Modify only com.sabertiger.example.Clazz, return all other unmodified
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className,
            Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain,
            byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException {

        if(className.matches("com/sabertiger/example/Clazz")) {
            return addExampleInterface(className, classfileBuffer );            
        } else {
            return classfileBuffer;
        }
    }

    // Uses javassist framework to add interface and new methods to target class
    protected byte[] addExampleInterface(String className, byte[] classBytecode) {
        CtClass clazz= null;
        try {
            ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
            clazz = pool.makeClass(new java.io.ByteArrayInputStream(classBytecode));

            String src=
              "{         "+
              "  purr(); "+
              "}         ";

            //Add interface
            CtClass anInterface = pool.getCtClass("com.sabertiger.example.ExampleInterface");
            clazz.addInterface(anInterface);

            //Add implementation for run method
            CtMethod implementation = CtNewMethod.make(
                    CtClass.voidType,
                    "run",
                    new CtClass[0],
                    new CtClass[0],
                    src,
                    clazz);
            clazz.addMethod(implementation);

            classBytecode=clazz.toBytecode();
        } catch(Throwable e) {
            throw new Error("Failed to instrument class " + className, e);
        }
        return classBytecode;
    }

}

和所需的 MANIFEST.MF

Manifest-Version: 1.0
Premain-Class: com.sabertiger.instrumentation.ExampleInterfaceAdapter
Boot-Class-Path: javassist.jar

把所有东西都装进一个 jar 里，让它工作:

jar -tf agent.jar
META-INF/MANIFEST.MF
com/sabertiger/instrumentation/ExampleInterfaceAdapter.class

现在我们可以将 Clazz 传递给 ExampleExecutor

java -javaagent:agent.jar -classpath ..\instrumentation\bin com.sabertiger.example.ExampleExecutor
Hello world