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  • Java--异常反射

    2021-02-28 16:53:13
    异常java.lang.Throwable:Throwable:可抛出的。|--Error:错误,一般情况下,不编写针对性的代码进行处理,通常是jvm发生的,需要对程序进行修正。|--Exception:异常,可以有针对性的处理方式这个体系中的所有类...

    异常

    java.lang.Throwable:

    Throwable:可抛出的。

    |--Error:错误,一般情况下,不编写针对性的代码进行处理,通常是jvm发生的,需要对程序进行修正。

    |--Exception:异常,可以有针对性的处理方式

    这个体系中的所有类和对象都具备一个独有的特点;就是可抛性。可抛性的体现:就是这个体系中的类和对象都可以被throws和throw两个关键字所操作。

    throw与throws区别:

    throws是用来声明一个方法可能抛出的所有异常信息,而throw则是指抛出的一个具体的异常类型。此外throws是将异常声明但是不处理,而是将异常往上传,谁调用我就交给谁处理。

    throw用于抛出异常对象,后面跟的是异常对象;throw用在函数内。

    throws用于抛出异常类,后面跟的异常类名,可以跟多个,用逗号隔开。throws用在函数上。

    throw就是自己进行异常处理,处理的时候有两种方式,要么自己捕获异常(也就是try catch进行捕捉),要么声明抛出一个异常(就是throws 异常~~)。

    定义异常处理时,什么时候定义try,什么时候定义throws呢?

    功能内部如果出现异常,如果内部可以处理,就用try;

    如果功能内部处理不了,就必须声明出来,让调用者处理。使用throws抛出,交给调用者处理。谁调用了这个功能谁就是调用者;

    自定义异常的步骤:

    1:定义一个子类继承Exception或RuntimeException,让该类具备可抛性(既可以使用throw和throws去调用此类)。

    2:通过throw 或者throws进行操作。

    反射

    反射技术:其实就是动态加载一个指定的类,并获取该类中的所有的内容。并将字节码文件中的内容都封装成对象,这样便于操作这些成员。简单说:反射技术可以对一个类进行解剖。

    反射的基本步骤:

    1、获得Class对象,就是获取到指定的名称的字节码文件对象。

    2、实例化对象,获得类的属性、方法或构造函数。

    3、访问属性、调用方法、调用构造函数创建对象。

    内部类

    如果A类需要直接访问B类中的成员,而B类又需要建立A类的对象。这时,为了方便设计和访问,直接将A类定义在B类中。就可以了。A类就称为内部类。

    内部类可以直接访问外部类中的成员。而外部类想要访问内部类,必须要建立内部类的对象。

    当内部类定义在外部类中的成员位置上,可以使用一些成员修饰符修饰 private、static。

    1:默认修饰符。

    直接访问内部类格式:外部类名.内部类名 变量名 = 外部类对象.内部类对象;

    Outer.Inner in = new Outer.new Inner();//这种形式很少用。

    但是这种应用不多见,因为内部类之所以定义在内部就是为了封装。想要获取内部类对象通常都通过外部类的方法来获取。这样可以对内部类对象进行控制。

    2:私有修饰符。

    通常内部类被封装,都会被私有化,因为封装性不让其他程序直接访问。

    3:静态修饰符。

    如果内部类被静态修饰,相当于外部类,会出现访问局限性,只能访问外部类中的静态成员。

    注意;如果内部类中定义了静态成员,那么该内部类必须是静态的。

    反射的用法:

    1)、需要获得java类的各个组成部分,首先需要获得类的Class对象,获得Class对象的三种方式:

    Class.forName(classname) 用于做类加载

    obj.getClass() 用于获得对象的类型

    类名.class     用于获得指定的类型,传参用

    2)、反射类的成员方法:

    Method[] methods = clazz.getMethods();//获取的是该类中的公有方法和父类中的公有方法。

    Method[] methods= clazz.getDeclaredMethods();//获取本类中的方法,包含私有方法。

    method.setAccessible(true);

    {

    Class clazz= Person.class;

    Method method= clazz.getMethod(methodName, newClass[]{paramClazz1, paramClazz2});

    method.invoke();

    }

    3)、反射类的构造函数:

    Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();//只包含公共的

    constructors= clazz.getDeclaredConstructors();//包含私有的

    {

    Constructor con= clazz.getConstructor(newClass[]{paramClazz1, paramClazz2,...})

    con.newInstance(params...)

    }

    4)、反射类的属性:

    Field field =clazz.getField(fieldName);

    field.setAccessible(true);

    field.setObject(value);

    局部内部类:

    内部类可以定义在外部类中的成员位置上,也可以定义在外部类中的局部位置上。

    当内部类被定义在局部位置上,只能访问局部中被final修饰的局部变量。

    匿名内部类(对象):

    没有名字的内部类。就是内部类的简化形式。一般只用一次就可以用这种形式。匿名内部类其实就是一个匿名子类对象。想要定义匿名内部类:需要前提,内部类必须继承一个类或者实现接口。

    匿名内部类的格式:new 父类名&接口名(){ 定义子类成员或者覆盖父类方法 }.方法。

    匿名内部类的使用场景:

    当函数的参数是接口类型引用时,如果接口中的方法不超过3个。可以通过匿名内部类来完成参数的传递。

    题目:

    //1

    newObject(){voidshow(){

    System.out.println("show run");

    }

    }.show();//写法和编译都没问题//2

    Object obj = newObject(){voidshow(){

    System.out.println("show run");

    }

    };

    obj.show();//写法正确,编译会报错

    1和2的写法正确吗?有区别吗?说出原因。

    写法是正确,1和2都是在通过匿名内部类建立一个Object类的子类对象。

    区别:

    第一个可是编译通过,并运行。

    第二个编译失败,因为匿名内部类是一个子类对象,当用Object的obj引用指向时,就被提升为了Object类型,而编译时会检查Object类中是否有show方法,此时编译失败。

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  • 前提Java反射的API在JavaSE1.7的时候已经基本完善,但是本文编写的时候使用的是Oracle JDK11,因为JDK11...反射调用异常处理反射调用出现异常的方法主要考虑下面的情况:属性操作:java.lang.reflect.Field#set(Obj...

    前提

    Java反射的API在JavaSE1.7的时候已经基本完善,但是本文编写的时候使用的是Oracle JDK11,因为JDK11对于sun包下的源码也上传了,可以直接通过IDE查看对应的源码和进行Debug。

    本文主要介绍一个使用反射一定会遇到的问题-反射调用异常处理。

    反射调用异常处理

    反射调用出现异常的方法主要考虑下面的情况:

    属性操作:java.lang.reflect.Field#set(Object obj, Object value)和java.lang.reflect.Field#get(Object obj)。

    构造器调用:java.lang.reflect.Constructor#newInstance(Object ... initargs)。

    方法调用:java.lang.reflect.Method#invoke(Object obj, Object... args)。

    处理属性操作异常

    先看设置属性的方法:

    public void set(Object obj, Object value) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException

    实际上,通过方法注释可以得知会抛出四种异常:

    IllegalAccessException:非法访问异常,注意它是检查(checked)异常,也就是需要显示捕获,此异常会在修饰符禁用访问的时候抛出,可以通过setAccessible(true)抑制修饰符检查来避免抛出此异常。

    IllegalArgumentException:非法参数异常,它是运行时异常,当入参实例obj不是当前Field所在类(包括父类、子类和接口)的时候会抛出此异常。

    NullPointerException:空指针异常,当入参实例obj为null的时候会抛出此异常。

    ExceptionInInitializerError:初始化器调用异常导致的错误,如果由于set(Object obj, Object value)方法引发的初始化失败会包装成ExceptionInInitializerError,此异常的父类为Error,常见的发生情况就是静态成员或者静态代码块依赖到反射属性设置。

    前面三种异常都很好理解,最后一个ExceptionInInitializerError可能有点陌生,它的抛出条件是:在静态代码块初始化解析过程总抛出异常或者静态变量初始化的时候抛出异常。笔者尝试了很多例子都没办法造出案例,从Stackoverflow找到一个例子:

    public class Example {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

    Field field = Fail.class.getDeclaredField("number");

    field.set(null, 42); // Fail class isn't initialized at this point

    }

    }

    class Fail {

    static int number;

    static {

    boolean val = true;

    if (val)

    throw new RuntimeException(); // causes initialization to end with an exception

    }

    }

    简单来说就是:静态代码块和静态变量的初始化顺序和它们在类文件编写的顺序是一致的,如果一个类未初始化直接使用它的静态代码块和静态变量通过Field#set(Object obj, Object value)调用就会出现ExceptionInInitializerError异常。

    属性的获取方法抛出的异常和设置值方法是一致的,这里不做详细展开:

    public Object get(Object obj) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException

    处理构造器调用异常

    构造器调用主要是用于对象的实例化,先看newInstance方法的签名:

    public T newInstance(Object ... initargs) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException

    InstantiationException:实例化异常,抛出此异常的一般情况是:当前构造所在类型为一个抽象类型。

    IllegalAccessException:非法访问异常。

    IllegalArgumentException:非法参数异常,下面的情况会抛出此异常:参数数量或者类型不匹配,参数列表为原始类型但是实际使用了包装类型、参数列表为原始类型但是实际使用了包装类型、构造所在的类是枚举类型等。

    InvocationTargetException:目标调用异常,这个是需要处理的重点异常,在下一节"处理方法调用异常"详细探讨。

    这里只举个例子说明一下InstantiationException出现的场景:

    public abstract class AbstractSample {

    public AbstractSample() {

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{

    Constructor declaredConstructor = AbstractSample.class.getDeclaredConstructor();

    declaredConstructor.newInstance();

    }

    }

    像上面的抽象类AbstractSample包含一个默认的公有构造,使用Constructor#newInstance()会抛出InstantiationException异常:

    Exception in thread "main" java.lang.InstantiationException

    at java.base/jdk.internal.reflect.InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl.newInstance(InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl.java:48)

    at java.base/java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:490)

    at club.throwable.jdk.sample.reflection.reflect.AbstractSample.main(AbstractSample.java:18)

    处理方法调用异常

    方法调用是反射中使用频率最高的反射操作,主要是Method#invoke(Object obj, Object... args)方法:

    public Object invoke(Object obj, Object... args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException

    主要包括以下几种异常:

    IllegalAccessException:非法访问异常。

    IllegalArgumentException:非法参数异常,下面的情况会抛出此异常:入参obj并不是当前实例方法对应的实例对象、参数数量或者类型不匹配,参数列表为原始类型但是实际使用了包装类型、参数列表为原始类型但是实际使用了包装类型等等。

    NullPointerException:空指针异常,入参obj为null时候会抛出此异常。

    ExceptionInInitializerError:初始化器调用异常导致的错误。

    InvocationTargetException:目标调用异常。

    重点看InvocationTargetException(继承自ReflectiveOperationException,而ReflectiveOperationException继承自Exception,也就是它是checked异常,必须显式捕获):

    public class InvocationTargetException extends ReflectiveOperationException {

    private static final long serialVersionUID = 4085088731926701167L;

    // 持有的目标异常实例

    private Throwable target;

    public InvocationTargetException(Throwable target) {

    super((Throwable)null); // Disallow initCause

    this.target = target;

    }

    public InvocationTargetException(Throwable target) {

    super((Throwable)null); // Disallow initCause

    this.target = target;

    }

    public Throwable getTargetException() {

    return target;

    }

    public Throwable getCause() {

    return target;

    }

    }

    从注释中得知:方法(Method)或者构造(Constructor)调用异常会抛出此InvocationTargetException异常,用于包装源异常,源异常实例作为目标被InvocationTargetException通过成员target持有,可以通过InvocationTargetException#getTargetException()或者InvocationTargetException#getCause()获取原始的目标异常。这里注意到,InvocationTargetException在覆盖父类构造的时候使用了null,所以调用其getMessage()方法会得到null。

    举个例子:

    public class InvocationTargetExceptionMain {

    public void method() {

    throw new NullPointerException("Null");

    }

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, SecurityException {

    InvocationTargetExceptionMain main = new InvocationTargetExceptionMain();

    Method method = InvocationTargetExceptionMain.class.getDeclaredMethod("method");

    try {

    method.invoke(main);

    } catch (IllegalAccessException e) {

    //no-op

    } catch (InvocationTargetException e) {

    System.out.println("InvocationTargetException#message:" + e.getMessage());

    if (e.getTargetException() instanceof NullPointerException) {

    NullPointerException nullPointerException = (NullPointerException) e.getTargetException();

    System.out.println("NullPointerException#message:" + nullPointerException.getMessage());

    }

    }

    }

    }

    运行后输出:

    InvocationTargetException#message:null

    NullPointerException#message:Null

    构造器Constructor#newInstance()中抛出InvocationTargetException的场景是类似的。

    小结

    在反射操作中,方法调用的频次是最高的,其次是通过构造器实例化对象。需要重点关注这两个地方的异常处理,特别是异常类型InvocationTargetException,紧记需要获取原始目标异常类型再进行判断,否则很容易导致逻辑错误(最近笔者在做一个功能的时候刚好踩了这个坑)。

    个人博客

    (本文完 e-a-20181215 c-2-d)

    技术公众号(《Throwable文摘》),不定期推送笔者原创技术文章(绝不抄袭或者转载):

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  • Xjar 工具介绍 Xjar是Spring Boot JAR 安全加密运行工具,同时支持的原生JAR。 基于对JAR包内资源的加密以及拓展ClassLoader来构建的一套程序加密启动,动态解密... 这就解决了Xjar 反射时拿不到注解标识类的问题了。

    Xjar 工具介绍

    1. Xjar是Spring Boot JAR 安全加密运行工具,同时支持的原生JAR。
    2. 基于对JAR包内资源的加密以及拓展ClassLoader来构建的一套程序加密启动,动态解密运行的方案,避免源码泄露或反编译。
    3. 无需侵入代码,只需要把编译好的JAR包通过工具加密即可。
    4. 完全内存解密,杜绝源码以及字节码泄露或反编译。
    5. 支持所有JDK内置加解密算法。
    6. 可选择需要加解密的字节码或其他资源文件,避免计算资源浪费。

    但是,在使用Xjar加密后,当我们使用getTypesAnnotatedWith()或者getSubTypesOf()时方法返回值是[]空Set。导致我们自定义注解时遇到问题。

    举个例子

    一般情况下,我们要获取某包下使用了指定注解的类,都是使用reflections 框架,如:

    // 要扫描的包名
    Reflections f = new Reflections("com.xiuxiuing.client.action");
    // 自定义注解类
    Set<Class<?>> set = f.getTypesAnnotatedWith(Action.class);
    

    这在我们调试或者打包部署都是ok的,但是当我们使用Xjar加密后,获取到的set的值是空列表。

    解决方案

    使用ClassLoader扫描来获取

    package com.xiuxiuing.client.utils;
    
    import java.io.File;
    import java.io.IOException;
    import java.lang.annotation.Annotation;
    import java.net.JarURLConnection;
    import java.net.URL;
    import java.net.URLDecoder;
    import java.util.Enumeration;
    import java.util.HashSet;
    import java.util.Set;
    import java.util.jar.JarEntry;
    import java.util.jar.JarFile;
    
    public class Scanner {
        /**
         * 从包package中获取所有的Class
         *
         * @param packageName
         * @return
         */
        public Set<Class<?>> getClasses(String packageName) throws Exception {
    
            // 第一个class类的集合
            //List<Class<?>> classes = new ArrayList<Class<?>>();
            Set<Class<?>> classes = new HashSet<>();
            // 是否循环迭代
            boolean recursive = true;
            // 获取包的名字 并进行替换
            String packageDirName = packageName.replace('.', '/');
            // 定义一个枚举的集合 并进行循环来处理这个目录下的things
            Enumeration<URL> dirs;
            try {
                dirs = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResources(packageDirName);
                // 循环迭代下去
                while (dirs.hasMoreElements()) {
                    // 获取下一个元素
                    URL url = dirs.nextElement();
                    // 得到协议的名称
                    String protocol = url.getProtocol();
                    // 如果是以文件的形式保存在服务器上
                    if ("file".equals(protocol)) {
                        // 获取包的物理路径
                        String filePath = URLDecoder.decode(url.getFile(), "UTF-8");
                        // 以文件的方式扫描整个包下的文件 并添加到集合中
                        addClass(classes, filePath, packageName);
                    } else if ("jar".equals(protocol)) {
                        // 如果是jar包文件
                        // 定义一个JarFile
                        JarFile jar;
                        try {
                            // 获取jar
                            jar = ((JarURLConnection) url.openConnection()).getJarFile();
                            // 从此jar包 得到一个枚举类
                            Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();
                            // 同样的进行循环迭代
                            while (entries.hasMoreElements()) {
                                // 获取jar里的一个实体 可以是目录 和一些jar包里的其他文件 如META-INF等文件
                                JarEntry entry = entries.nextElement();
                                String name = entry.getName();
                                // 如果是以/开头的
                                if (name.charAt(0) == '/') {
                                    // 获取后面的字符串
                                    name = name.substring(1);
                                }
                                // 如果前半部分和定义的包名相同
                                if (name.startsWith(packageDirName)) {
                                    int idx = name.lastIndexOf('/');
                                    // 如果以"/"结尾 是一个包
                                    if (idx != -1) {
                                        // 获取包名 把"/"替换成"."
                                        packageName = name.substring(0, idx).replace('/', '.');
                                    }
                                    // 如果可以迭代下去 并且是一个包
                                    if ((idx != -1) || recursive) {
                                        // 如果是一个.class文件 而且不是目录
                                        if (name.endsWith(".class") && !entry.isDirectory()) {
                                            // 去掉后面的".class" 获取真正的类名
                                            String className = name.substring(packageName.length() + 1, name.length() - 6);
                                            try {
                                                // 添加到classes
                                                classes.add(Class.forName(packageName + '.' + className));
                                            } catch (ClassNotFoundException e) {
                                                e.printStackTrace();
                                            }
                                        }
                                    }
                                }
                            }
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            return classes;
        }
    
        public void addClass(Set<Class<?>> classes, String filePath, String packageName) throws Exception {
            File[] files = new File(filePath).listFiles(file -> (file.isFile() && file.getName().endsWith(".class")) || file.isDirectory());
            assert files != null;
            for (File file : files) {
                String fileName = file.getName();
                if (file.isFile()) {
                    String classsName = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf("."));
                    if (!packageName.isEmpty()) {
                        classsName = packageName + "." + classsName;
                    }
                    doAddClass(classes, classsName);
                }
    
            }
        }
    
        public void doAddClass(Set<Class<?>> classes, final String classsName) throws Exception {
            ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {
                @Override
                public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                    return super.loadClass(name);
                }
            };
            classes.add(classLoader.loadClass(classsName));
        }
    
    
        public <A extends Annotation> Set<Class<?>> getAnnotationClasses(String packageName, Class<A> annotationClass) throws Exception {
    
            //找用了annotationClass注解的类
            Set<Class<?>> controllers = new HashSet<>();
            Set<Class<?>> clsList = getClasses(packageName);
            if (clsList != null && clsList.size() > 0) {
                for (Class<?> cls : clsList) {
                    if (cls.getAnnotation(annotationClass) != null) {
                        controllers.add(cls);
                    }
                }
            }
            return controllers;
        }
    }
    

    使用时:

      Set<Class<?>> set = new Scanner().getAnnotationClasses("com.xiuxiuing.client.action", Action.class);
    

    这就解决了Xjar 反射时拿不到注解标识类的问题了。

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    这是因为类型擦除.

    在运行时,不存在泛型类型参数.

    将对象转换为泛型类型参数无效. (这就是为什么你得到未经检查的演员警告)

    因此,您的第一行自动装箱42将Object传递给该方法.

    然后该函数返回该Object,该Object将传递给System.out.println.

    您的第二个调用调用int基本类型的强制转换方法.

    这会引发异常,因为对象无法转换为基本类型. (自动装箱是一个纯粹的编译时功能,所以它没有帮助)

    Specifically,if this Class object represents a declared class,this method returns true if the specified Object argument is an instance of the represented class (or of any of its subclasses); it returns false otherwise. If this Class object represents an array class,this method returns true if the specified Object argument can be converted to an object of the array class by an identity conversion or by a widening reference conversion; it returns false otherwise. If this Class object represents an interface,this method returns true if the class or any superclass of the specified Object argument implements this interface; it returns false otherwise. If this Class object represents a primitive type,this method returns false.

    (重点补充)

    您的编辑有效,因为您不再使用基本类型.

    在这两种情况下,编译器都会自动装箱42,以便它可以作为对象传递.

    与以前一样,第一次通话无效.第二个调用验证盒装整数实际上是Integer类的实例,然后返回它.

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原反射异常