Java - 隐藏类

Java 15 引入了**隐藏类**，其他类的字节码无法直接使用这些类。这些**隐藏类**旨在供在运行时生成类的框架使用，并使用反射来使用它们。

**隐藏类**定义为基于访问控制上下文的成员，并且可以独立于其他类卸载。

此提案 (JEP 371) 旨在通过提供一个标准 API 来定义不可发现且生命周期有限的**隐藏类**，从而改进 JVM 上的所有语言。JDK 框架或外部框架可以动态生成类，这些类可以生成隐藏类。

JVM 语言严重依赖于动态类生成以实现灵活性和效率。

目标

以下是此增强功能的目标列表

• 框架应该能够将类定义为框架的不可发现的实现细节，这些类既不能链接到其他类，也不能使用反射发现。
• 使用不可发现的类扩展访问控制嵌套。
• 积极卸载隐藏类将帮助框架根据需要定义尽可能多的隐藏类，而不会降低性能。
• 弃用非标准 API，misc.Unsafe::defineAnonymousClass，以便在将来的版本中删除。

创建隐藏类

为了创建隐藏类，我们必须创建一个 Lookup 实例，如下所示

MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();

一旦 Lookup 实例可用，我们就可以使用 defineHiddenClass() 方法使用隐藏类的字节数组来创建隐藏类。

 Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(getByteArray(), true, ClassOption.NESTMATE).lookupClass();

隐藏类的字节数组可以使用隐藏类的类路径检索。

public static byte[] getByteArray() throws IOException {
   InputStream stream = Util.class.getClassLoader().getResourceAsStream("com/tutorialspoint/Util.class");
   byte[] bytes = stream.readAllBytes();
   return bytes;
}

一旦加载了 hiddenClass 类，我们就可以使用 getConstructor() 方法创建其实例。

 Object hiddenClassObj = hiddenClass.getConstructor().newInstance();

使用隐藏类实例，我们可以获取方法，然后像下面这样执行它

Method method = hiddenClassObj.getClass().getDeclaredMethod("square", Integer.class);
// call the method and get result
Object result = method.invoke(hiddenClassObj, 3);

由于隐藏类是隐藏的，并且不能使用反射实例化，因此其隐藏属性为 true，规范名称为 null。

创建和使用隐藏类的示例

以下示例显示了隐藏类的创建和使用。首先，我们创建了一个公共类 Util，如下所示

package com.tutorialspoint;

public class Util {
   public Integer square(Integer n) {
      return n * n;
   }
}

现在，我们已将此类创建为隐藏类，并访问其方法以获取数字的平方。

package com.tutorialspoint;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup.ClassOption;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) throws IllegalAccessException, IOException, InstantiationException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
      // create the lookup object	   
      MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
      // define the hidden class using the byte array of Util class
      // Using NESTMATE option so that hidden class has access to 
      // private members of classes in same nest
      Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(getByteArray(),
         true, ClassOption.NESTMATE).lookupClass();

      // get the hidden class object
      Object hiddenClassObj = hiddenClass.getConstructor().newInstance();

      // get the hidden class method
      Method method = hiddenClassObj.getClass().getDeclaredMethod("square", Integer.class);

      // call the method and get result
      Object result = method.invoke(hiddenClassObj, 3);

      // print the result
      System.out.println(result);

      // as hidden class is not visible to jvm, it will print hidden
      System.out.println(hiddenClass.isHidden());

      // canonical name is null thus this class cannot be instantiated using reflection 
      System.out.println(hiddenClass.getCanonicalName());

   }
   public static byte[] getByteArray() throws IOException {
      InputStream stream = Util.class.getClassLoader().getResourceAsStream("com/tutorialspoint/Util.class");
      byte[] bytes = stream.readAllBytes();
      return bytes;
   }
}

让我们编译并运行以上程序，这将产生以下结果 -

9
true
null