java - 匿名类混淆的动态构建

Question

我正在尝试使用反射创建匿名类的实例。但偶尔我会在实例化过程中看到奇怪的行为。

请看这些类似的代码片段

public class HideAndSeek {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException{

        final String finalString = "I'm final :)";

        Object object2 = new Object(){

            {
                System.out.println("Instance initializing block");
                System.out.println(finalString);
            }           

            private void hiddenMethod() {
                System.out.println("Use reflection to find me :)");
            }
        };

        Object tmp = object2.getClass().newInstance();
    }

}

此代码运行良好，输出符合预期

Instance initializing block
I'm final :)
Instance initializing block
I'm final :)

在此之后我决定以简单的方式更改代码(只是添加了 java.util.Calendar)

import java.util.Calendar;

    public class HideAndSeek {

        @SuppressWarnings("unchecked")
        public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException{

            final String finalString = "I'm final :)";

            final Calendar calendar = Calendar.getInstance();
            System.out.println(calendar.getTime().toString()); //works well

            Object object2 = new Object(){

                {
                    System.out.println("Instance initializing block");
                    System.out.println(finalString);

                    //simply added this line
                    System.out.println(calendar.getTime().toString());
                }           

                private void hiddenMethod() {
                    System.out.println("Use reflection to find me :)");
                }
            };

            Object tmp = object2.getClass().newInstance();
        }

    }

这是我得到的输出:

Wed Aug 17 02:08:47 EEST 2011
Instance initializing block
I'm final :)
Wed Aug 17 02:08:47 EEST 2011
Exception in thread "main" java.lang.InstantiationException: HideAndSeek$1
    at java.lang.Class.newInstance0(Unknown Source)
    at java.lang.Class.newInstance(Unknown Source)
    at HideAndSeek.main(HideAndSeek.java:29)

如您所见 - 尚未创建新实例。

谁能解释一下这种变化的原因？

谢谢

Answer 1

这是一个非常简单的问题，但答案却非常复杂。请耐心等待我解释。

查看在 Class 中引发异常的源代码(我不确定为什么您的堆栈跟踪没有给出 Class 中的行号):

try
{
  Class[] empty = {};
  final Constructor<T> c = getConstructor0(empty, Member.DECLARED);
  // removed some code that was not relevant
}
catch (NoSuchMethodException e)
{
  throw new InstantiationException(getName());
}

您看到 NoSuchMethodException 被重新抛出为 InstantiationException。这意味着 object2 的类类型没有无参数构造函数。

首先，object2 是什么类型？附上代码

System.out.println("object2 class: " + object2.getClass());

我们看到了

object2 class: class junk.NewMain$1

这是正确的(我在 NewMain 类的垃圾包中运行示例代码)。

junk.NewMain$1 的构造函数是什么？

Class obj2Class = object2.getClass();
try
{
  Constructor[] ctors = obj2Class.getDeclaredConstructors();
  for (Constructor cc : ctors)
  {
    System.out.println("my ctor is " + cc.toString());
  }
}
catch (Exception ex)
{
  ex.printStackTrace();
}

这给了我们

my ctor is junk.NewMain$1(java.util.Calendar)

因此您的匿名类正在寻找要传入的 Calendar。这将为您工作:

Object newObj = ctors[0].newInstance(Calendar.getInstance());

如果你有这样的事情:

final String finalString = "I'm final :)";
final Integer finalInteger = new Integer(30);
final Calendar calendar = Calendar.getInstance();
Object object2 = new Object()
{
  {
    System.out.println("Instance initializing block");
    System.out.println(finalString);
    System.out.println("My integer is " + finalInteger);
    System.out.println(calendar.getTime().toString());
  }
  private void hiddenMethod()
  {
    System.out.println("Use reflection to find me :)");
  }
};

然后我对 newInstance 的调用将不起作用，因为 ctor 中没有足够的参数，因为现在它需要:

my ctor is junk.NewMain$1(java.lang.Integer,java.util.Calendar)

如果我然后用

实例化它

Object newObj = ctors[0].newInstance(new Integer(25), Calendar.getInstance());

使用调试器查看内部显示 finalInteger 是 25 而不是最终值 30。

事情有点复杂，因为您是在静态上下文中执行上述所有操作。如果你把上面的所有代码都移到一个非静态方法中(记住，我的类是 junk.NewMain):

public static void main(String[] args)
{
  NewMain nm = new NewMain();
  nm.doIt();
}

public void doIt()
{
  final String finalString = "I'm final :)";
  // etc etc
}

你会发现你的内部类的构造函数现在是(删除我添加的 Integer 引用):

my ctor is junk.NewMain$1(junk.NewMain, java.util.Calendar)

Java Language Specification , 第 15.9.3这样解释:

If C is an anonymous class, and the direct superclass of C, S, is an inner class, then:

• If the S is a local class and S occurs in a static context, then the arguments in the argument list, if any, are the arguments to the constructor, in the order they appear in the expression.
• Otherwise, the immediately enclosing instance of i with respect to S is the first argument to the constructor, followed by the arguments in the argument list of the class instance creation expression, if any, in the order they appear in the expression.

为什么匿名构造函数接受参数？

由于您无法为匿名内部类创建构造函数，因此实例初始化程序 block 可用于此目的(请记住，您只有该匿名内部类的一个实例)。 VM 不知道内部类，因为编译器将所有内容分离为单独的类(例如 junk.NewMain$1)。该类的构造函数包含实例初始化程序的内容。

这由 JLS 15.9.5.1 Anonymous Constructors 解释:

...the anonymous constructor has one formal parameter for each actual argument to the class instance creation expression in which C is declared.

您的实例初始化器引用了一个Calendar 对象。除了通过构造函数之外，编译器如何将该运行时值获取到您的内部类(它只是作为 VM 的类创建)？

最后(耶)，最后一个紧迫问题的答案。为什么构造函数不需要 String？ JLS的最后一点3.10.5解释说:

Strings computed by constant expressions are computed at compile time and then treated as if they were literals.

换句话说，您的 String 值在编译时是已知的，因为它是文字，所以它不需要是匿名构造函数的一部分。为了证明是这种情况，我们将测试 JLS 3.10.5 中的下一条语句:

Strings computed by concatenation at run time are newly created and therefore distinct.

这样改变你的代码:

String str1 = "I'm";
String str2 = " final!";
final String finalString = str1 + str2

你会发现你的 ctor 现在(在非静态上下文中):

my ctor is junk.NewMain$1(junk.NewMain,java.lang.String,java.util.Calendar)

呸。我希望这是有道理的并且有所帮助。我学到了很多，这是肯定的!