在 java ASM 中访问私有内部类

Question

我有一个 class，其中包含几个内部 class。我想使用 ASM 库生成与 compile-time 私有内部 classes 交互的额外内部 classes。我的代码如下所示：

public class Parent {

  public void generateClass() {
    ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
    cw.visit(49, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Parent$OtherChild", null,
             Type.getInternalName(Child.class), new String[]{});
    // .. generate the class
    byte[] bytes = cw.toByteArray();
    Class<?> genClass = myClassLoader.defineClass("Parent$OtherChild", bytes);
  }

  private static class Child {
  }

}

如图所示，交互的一个简单示例是继承 - 我正在尝试生成扩展私有内部 class OtherChild =] Child。我在 class 加载器验证 class 定义时收到此错误消息：

IllegalAccessError: class Parent$OtherChild cannot access its superclass Parent$Child

有没有办法生成内部 classes，可以与其他私有内部 classes 交互？您可以假设这是从 "safe zone" 执行的，其中私有内部 class 是可访问的。

谢谢

Answer 1

内部和外部 classes 可以访问其 private 成员的规则是一个纯粹的 Java 编程语言结构，它不会被 JVM 的访问检查反映出来。在 Java 1.1 中引入内部 classes 时，它们的引入方式不需要更改 JVM。从 JVM 的角度来看，嵌套的 classes 是普通的（顶级）classes，带有一些额外的、可忽略的元信息。

当一个内部 class 声明 private 时，它的普通 class 访问级别是“默认”，也就是 package-private。当声明为 protected 时，它将在 JVM 级别上为 public。

当嵌套的 classes 访问彼此的 private 字段或方法时，编译器将在目标中生成具有 package-private 访问权限的合成辅助方法class，提供所需的访问权限。

所以从 JVM 的角度来看，您正在尝试子 class 一个 package-private class 而名称中的美元只是一个普通的名字字符。生成的 class 具有匹配的限定名称，但您试图在 不同的 class 加载程序 中定义它，因此 JVM 认为这些包在运行时不相同, 尽管他们的名字相同。

如果在同一个 class 加载程序中定义 class，则可以验证包级别访问是否有效。换行

Class<?> genClass = myClassLoader.defineClass("Parent$OtherChild", bytes);

到

Method m=ClassLoader.class.getDeclaredMethod(
    "defineClass", String.class, byte[].class, int.class, int.class);
m.setAccessible(true);
Class<?> genClass=(Class<?>)m.invoke(
    Child.class.getClassLoader(), "Parent$OtherChild", bytes, 0, bytes.length);

或者，您可以将 Child 声明为 protected。由于它是低级别的 public class，因此其他 class 加载器可以访问它。

请注意，在这两种情况下，您都没有创建新的内部 class，而只是一个名为 Parent$OtherChild 的 class 扩展内部 class。唯一的区别是关于外-内 class 关系的元信息，但是如果您将该属性添加到生成的 class 中并声称它是 Parent 的内部 class，它可能会被验证者拒绝，因为 Parent 的元信息没有提到内部 class OtherChild 的存在。这是 JVM 可能查看此属性的唯一位置。

但是除了反射报告内部 class 关系之外，顶级 classes 和嵌套 classes 之间在功能上没有任何区别。如前所述，classes 实际上没有 protected 或 private 的访问级别，对于所有其他成员访问，无论如何您都必须自己生成必要的代码。如果您无法修改现有 classes Parent 或 Parent$Child 的代码，则无法访问这些合成访问器方法无法访问的 private 成员的代码'已经存在…

从 Java 9 开始，有一种标准方法可以在可访问的上下文中定义新的 class，这使得上面显示的“使用访问覆盖的反射”方法对于此用例已过时，例如以下作品：

public class Parent {
    public void generateClass() {
        ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
        String superType = Type.getInternalName(Child.class);
        cw.visit(49, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Parent$OtherChild", null, superType, null);
        MethodVisitor mv = cw.visitMethod(0, "<init>", "()V", null, null);
        mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
        mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, superType, "<init>", "()V", false);
        mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
        mv.visitMaxs(-1, -1);
        mv.visitEnd();
        // etc
        byte[] bytes = cw.toByteArray();
        MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
        try {
            Class<?> genClass = lookup.defineClass(bytes);
            Child ch = (Child)
                lookup.findConstructor(genClass, MethodType.methodType(void.class))
                      .invoke();
            System.out.println(ch);
        } catch(Throwable ex) {
            Logger.getLogger(Parent.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
    }
    private static class Child {
        Child() {}
    }
}

Answer 2

我将私有内部 class 更改为 public 内部 class，运行您的代码没问题。

@Test
    public void changeToPublic() throws Exception {
        String className = "com.github.asm.Parent$Child";
        ClassReader classReader = new ClassReader(className);
        ClassWriter classWriter = new ClassWriter(classReader, ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        ClassVisitor classVisitor = new ClassVisitor(Opcodes.ASM6, classWriter) {

            @Override
            public void visitInnerClass(String name, String outerName, String innerName, int access) {
                super.visitInnerClass(name, outerName, innerName, Modifier.PUBLIC);
            }

            @Override
            public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
                super.visit(version, Modifier.PUBLIC, name, signature, superName, interfaces);
            }

            @Override
            public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
                return super.visitMethod(Modifier.PUBLIC, name, descriptor, signature, exceptions);
            }
        };
        classReader.accept(classVisitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);
        byte[] bytes = classWriter.toByteArray();
        ClassLoaderUtils.defineClass(getClass().getClassLoader(), className, bytes);
        new Parent().generateClass();
    }

在 java ASM 中访问私有内部类

Access private inner classes in java ASM

java

java-bytecode-asm

在 java ASM 中访问私有内部 类

Access private inner classes in java ASM

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