Java反射的使用方法及範例分析

反射

反射定義

物件可以透過反射取得他的類，類別可以透過反射拿到所有⽅法（包括私有） 透過java語言中的反射機制可以操作字節碼文件，可以讀取和修改字節碼文件

#反射的基本運用

1. 取得類別物件

a. forName()方法

只需要知道類別名，在載入JDBC的時候會採用實例代碼

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

b. 直接取得

使用.class去取得對於的對象

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Runtime.class;
        System.out.println(name);
    }
}

c. getClass()方法

getClass來取得字節碼對象，必須要明確具體的類，然後建立物件

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        Class<?> name = rt.getClass();
        System.out.println(name);
    }
}

d. getSystemClassLoader().loadClass()方法

這個方法和forName類似，只要有類別名稱就可以了，但是差別在於，forName的靜態JVM會裝載類，並執行static()中的代碼

public class getSystemClassLoader {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

2. 取得類別方法

a. getDeclaredMethods

傳回類別或介面宣告的所有方法，包括public 、protected、private和預設方法，但不包含繼承的方法

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethods {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
        Method[] m = name.getDeclaredMethods();
        for(Method x:m)
            System.out.println(x);
    }
}

#b.getDeclaredMethod

取得特定的方法，第一個參數是方法名，第二個參數是該方法的參數對應的class對象，例如這裡Runtime的exec方法參數為一個String，所以這裡的第二個參數是String.class

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethod {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Method m = name.getDeclaredMethod("exec",String.class);
        System.out.println(m);
    }
}

c. getMethods

傳回某個類別所有的public方法，包含繼承類別的public方法

d. getMethod

參數同理getDeclaredMethod

#3. 取得成員變數

同理Method的那幾個方法

a. getDeclaredFields

取得類別的成員的所有變數數組，但是不包括父類別的

b .getDeclaredField(String name)

取得特定的，參數是想要的方法的名稱

c. getFields()

同理，只能獲得public的，但是包括了父類別的

d. getField(String name)

同理，參數是想要的方法的名稱

4. 取得建構子Constructor

Constructor[] getConstructors() ：只回傳public建構子

Constructor[] getDeclaredConstructors() ：傳回所有建構子

# Constructor<> getConstructor(類別... parameterTypes) : 匹配和參數配型相符的public建構子

Constructor<> getDeclaredConstructor(類別... parameterType> getDeclaredConstructor(類別... parameterType> ) ： 匹配和參數配型相符的建構子

後面兩個方法的參數是對於方法的參數的型別的class對象，和Method的那個類似，例如String.class

5. 反射創建類別物件

newInstance

#可以透過反射來產生實例化對象，一般我們使用Class對象的newInstance()方法來進行建立類別物件

建立的方法是：只需要透過forname方法取得的class物件中進行newInstance方法建立即可

Class c = Class.forName("com.reflect.MethodTest"); // 创建Class对象
Object m1 =  c.newInstance(); // 创建类对象

invoke

# invoke方法位於java.lang.reflect.Method類別中，用來執行某個的物件的目標方法,一般會和getMethod方法配合進行呼叫。

使用用法：

public Object invoke(Object obj, Object... args)

第一個參數為類別的實例，第二個參數為對應函數中的參數

obj：從中呼叫底層方法的對象，必須是實例化物件

args： 用於方法的調用，是一個object的數組，參數有可能是多個

但需要注意的是，invoke方法第一個參數並不是固定的：

• 如果呼叫這個方法是普通方法，第一個參數就是類別物件；

• ##如果呼叫這個方法是靜態方法，第一個參數就是類別；

透過一個例子去理解

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Invoke {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("Invoke");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("test");
        m.invoke(o);
    }
    public void test(){
        System.out.println("测试成功");
    }
}

簡單來說就是這樣

方法.invoke(類別或類別物件)

先forName拿到Class，再newInstance取得類別對象，再getMethod取得方法，然後呼叫

Runtime的rce範例（存取限制突破）

Runtime類別裡面有一個exec方法，可以執行指令

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

但是發現報錯了

出現這個問題的原因：

• 使用的類別沒有無參考建構子

• 使用的類別建構子是私有的

那麼解決方案就是

setAccessible(true);，用這個去突破存取限制

Java.lang.reflect.AccessibleObject类是Field，Method和Constructor类对象的基类，可以提供将反射对象标记为使用它抑制摸人Java访问控制检查的功能，同时上述的反射类中的Field，Method和Constructor继承自AccessibleObject。所以我们在这些类方法基础上调用setAccessible()方法，既可对这些私有字段进行操作

简单来说，私有的属性、方法、构造方法，可以通过这个去突破限制，xxx.setAccessible(true) 可以看到Runtime的构造方法是private的

那么这里我们就可以这么去突破限制 先获取构造方法，然后setAccessible获取访问权限 然后再最后invoke里面，第一个参数写成con.newInstance()

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(con.newInstance(),"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

这里有一个疑问，如果把con.newInstance单独提取出来，他打开计算器不会显示出来，但是后台的确是启动了，不知道啥原因

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Object o = con.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

后记

反射中常用的几个重要方法：

• 获取类的⽅法： forName

• 实例化类对象的⽅法： newInstance

• 获取函数的⽅法： getMethod

• 执⾏函数的⽅法： invoke

• 限制突破方法：setAccessible

以上是Java反射的使用方法及範例分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！