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Java 反射

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反射

反射定义

对象可以通过反射获取他的类,类可以通过反射拿到所有⽅法(包括私有) 通过java语言中的反射机制可以操作字节码文件,可以读和修改字节码文件

反射的基本运用

1. 获取类对象

a. forName()方法

只需要知道类名,在加载JDBC的时候会采用 实例代码

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

b. 直接获取

使用.class去获取对于的对象

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

c. getClass()方法

getClass来获取字节码对象,必须要明确具体的类,然后创建对象

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

这个方法和forName类似,只要有类名就可以了,但是区别在于,forName的静态JVM会装载类,并执行static()中的代码

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

2. 获取类方法

a. getDeclaredMethods

返回类或接口声明的所有方法,包括public、protected、private和默认方法,但是不包括继承的方法

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

获取特定的方法,第一个参数是方法名,第二个参数是该方法的参数对应的class对象,例如这里Runtime的exec方法参数为一个String,所以这里的第二个参数是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

返回某个类所有的public方法,包括继承类的public方法

d. getMethod

参数同理getDeclaredMethod

3. 获取成员变量

同理Method的那几个方法

a. getDeclaredFields

获取类的成员的所有变量数组,但是不包括父类的

b. getDeclaredField(String name)

获取特定的,参数是想要的方法的名称

c. getFields()

同理,只能获得public的,但是包括了父类的

d. getField(String name)

同理,参数是想要的方法的名称

4. 获取构造函数Constructor

Constructor<?>[] getConstructors() :只返回public构造函数

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() :返回所有构造函数

Constructor<> getConstructor(类<?>... parameterTypes) : 匹配和参数配型相符的public构造函数

Constructor<> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes) : 匹配和参数配型相符的构造函数

后面两个方法的参数是对于方法的参数的类型的class对象,和Method的那个类似,例如String.class

5. 反射创建类对象

newInstance

可以通过反射来生成实例化对象,一般我们使用Class对象的newInstance()方法来进行创建类对象

创建的方法就是:只需要通过forname方法获取到的class对象中进行newInstance方法创建即可

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

invoke

invoke方法位于java.lang.reflect.Method类中,用于执行某个的对象的目标方法,一般会和getMethod方法配合进行调用。

使用用法:

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

第一个参数为类的实例,第二个参数为相应函数中的参数

obj:从中调用底层方法的对象,必须是实例化对象

args: 用于方法的调用,是一个object的数组,参数有可能是多个

但需要注意的是,invoke方法第一个参数并不是固定的:

通过一个例子去理解

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");
    }
}

简单来说就是这样

方法.invoke(类或类对象)

先forName拿到Class,再newInstance获取类对象,再getMethod获取方法,然后调用

Runtime的rce例子(访问限制突破)

Runtime类里面有一个exec方法,可以执行命令

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");
    }
}

但是发现报错了

在这里插入代码片

出现这个问题的原因:

那么解决方案就是setAccessible(true);,用这个去突破访问限制

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:

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