java - MethodHandles.lookup().defineClass保留

Question

MethodHandles.Lookup.defineClass在运行时从字节数组生成一个新类。

返回类在什么情况下可以被垃圾回收？它是否在与 Lookup 对象关联的类加载器的生命周期内保留，或者如果不再引用 Class 对象，它是否可以被垃圾收集？

Answer 1

通过 MethodHandles.Lookup.defineClass 创建的类像任何其他类一样在定义类加载器中注册，并且可以像普通类一样通过名称引用，这与 defineHiddenClass(...) 不同。与 JDK 15 一起引入(请参阅答案末尾)。在这些类被解析之前注册时，它们甚至可能会取代静态编译的类，如下例所示:

import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class LookupDynamicClass {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
        lookup.defineClass(("Êþº¾\0\0\0005\0\26\11\0\11\0\12\10\0\13\12\0\14\0"
        +"\15\7\0\16\7\0\17\1\0\3foo\1\0\3()V\1\0\4Code\7\0\20\14\0\21\0\22\1\0"
        +"\30hello from dynamic class\7\0\23\14\0\24\0\25\1\0\4Lazy\1\0\20java/"
        +"lang/Object\1\0\20java/lang/System\1\0\3out\1\0\25Ljava/io/PrintStream;"
        +"\1\0\23java/io/PrintStream\1\0\7println\1\0\25(Ljava/lang/String;)V\6\0"
        +"\0\4\0\5\0\0\0\0\0\1\0\11\0\6\0\7\0\1\0\10\0\0\0\25\0\2\0\0\0\0\0\11²\0"
        + "\1\22\2¶\0\3±\0\0\0\0\0\0").getBytes(StandardCharsets.ISO_8859_1));

        Lazy.foo();
    }
}
interface Lazy {
    static void foo() {
    }
}

Try it online

此示例动态定义了一个 Lazy 类，其 foo() 方法在被调用时将打印 hello from dynamic class。

在像 HotSpot 这样的 JVM 上，符号引用“Lazy”被延迟解析，即在尝试调用 Lazy.foo() 时，这将最终进入动态定义的类。对于热切解析符号引用的 JVM，Lazy 类在调用 MethodHandles.Lookup.defineClass 时已经存在，因此，一个带有消息的 LinkageError像“尝试重复定义懒惰”将被抛出。

换句话说，这些动态生成的类与静态编译的类共享相同的 namespace (类加载上下文)。像普通类一样在类加载器中注册，它们只能在定义类加载器变得不可访问(包括其所有定义的类)时被垃圾收集，就像普通类一样。

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引入了 JDK 15 defineHiddenClass(...)它可用于定义未在类加载器中注册的类，并且还能够访问查找类的 private 成员，类似于较旧的非标准功能 sun.misc.Unsafe.defineAnonymousClass 。

该行为由 ClassOption 控制参数。

• NESTMATE 允许访问查找类的 private 成员及其嵌套成员(通常是内部类)

• STRONG 防止类被卸载，直到类加载器变得不可访问，虽然我不知道为什么有人会想要这个。如果没有此选项，隐藏类可以在不存在对它的引用时立即进行垃圾收集和卸载。

这是该示例的改编版本:

public class LookupHiddenClass {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        var lookup = MethodHandles.lookup();
        lookup = lookup.defineHiddenClass(("Êþº¾\0\0\0005\0\26\11\0\11\0\12\10\0\13\12"
        +"\0\14\0\15\7\0\16\7\0\17\1\0\3foo\1\0\3()V\1\0\4Code\7\0\20\14\0\21\0\22\1\0"
        +"\27hello from hidden class\7\0\23\14\0\24\0\25\1\0\4Lazy\1\0\20java/"
        +"lang/Object\1\0\20java/lang/System\1\0\3out\1\0\25Ljava/io/PrintStream;"
        +"\1\0\23java/io/PrintStream\1\0\7println\1\0\25(Ljava/lang/String;)V\6\0"
        +"\0\4\0\5\0\0\0\0\0\1\0\11\0\6\0\7\0\1\0\10\0\0\0\25\0\2\0\0\0\0\0\11²\0"
        + "\1\22\2¶\0\3±\0\0\0\0\0\0").getBytes(StandardCharsets.ISO_8859_1), true);

        lookup.findStatic(lookup.lookupClass(), "foo", MethodType.methodType(void.class))
              .invokeExact();

        var q = new ReferenceQueue<Class<?>>();
        var r = new PhantomReference<>(lookup.lookupClass(), q);

        lookup = null;

        do System.gc(); while(q.remove(1000) != r);

        System.out.println("class collected");
    }
}

虽然不能保证 System.gc() 将执行实际的垃圾收集，也不能保证它确实收集特定对象，但使用 OpenJDK 的默认配置它可以重复打印

hello from hidden class
class collected