Java反射-修改字段值, 反射修改static final修飾的字段

反射修改字段

我們從最簡單的例子到難, 一步一步深刻. 

使用反射修改一個private修飾符的變量name

我們回到主題, 先用反射來實現一個最基礎的功能吧.

其中待獲取的name以下:

public class Pojo {
    private StringBuilder name = new StringBuilder("default");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

接下來我們 使用反射來修改上面name的值.

爲何要用反射呢? 由於成員變量name是private修飾的, 並且沒有提供一個setter方法.沒有方法能夠設置name的值.

雖然沒有一個對外開放的接口, 可是反射卻能夠垂手可得地作到:

        Pojo p = new Pojo();

        // 查看被修改以前的值
        p.printName();

        // 反射獲取字段, name成員變量
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 因爲name成員變量是private, 因此須要進行訪問權限設定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射進行賦值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));

        // 打印查看被修改後的值
        p.printName();

 發現被修改爲功, 結果以下:

使用反射修改一個final修飾符的變量name

剛纔使用反射成功修改了private修飾的變量, 那麼若是是final修飾的變量那麼還可否使用反射來進行修改呢? (由於正常的setter getter操做反正是作不到.)

聲明一個final修飾的name以下. 接下來使用反射來對它進行修改. 目的也就是使name指向一個新的StringBuilder對象.

public class Pojo2 {
    private final StringBuilder name = new StringBuilder("default2");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　我們看看反射的威力吧, 它能修改final的字段的指向.也就是讓name字段指向一個新的地址.

        Pojo2 p = new Pojo2();

        // 查看被修改以前的值
        p.printName();

        // 反射獲取字段, name成員變量
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 因爲name成員變量是private, 因此須要進行訪問權限設定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射進行賦值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        
        // 打印查看被修改後的值
        p.printName();

 發現設置成功, 結果以下:

使用反射修改一個final修飾符的String類型變量name

若是說同窗們在看我這篇文章時, 在前面偷懶了, 或者是認爲StringBuilder和String沒什麼大區別, 因而就在前面把我代碼裏的StringBuilder都改成了String, 那麼你們的執行結果將會是一個意外結果.

也就是我前面的例子用StringBuilder就能成功, 若是都替換成了String, 使用反射也不可以成功賦值.

爲何呢?

在講解爲何以前, 我這裏把這個問題重現一下:

把前面的StringBuilder替換爲String後的Pojo3

public class Pojo3 {
    private final String name = "default3";

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

使用反射嘗試着進行賦值:

        Pojo3 p = new Pojo3();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();

 發現賦值失敗, 結果以下:

---

再一次提問: 爲何呢?

由於JVM在編譯時期, 就把final類型的String進行了優化, 在編譯時期就會把String處理成常量, 因此 Pojo3裏的printName()方法, 就至關於:

public void printName() {
        System.out.println("default3");
    }

 其實name的值是賦值成功了, 只是printName()方法在JVM優化後就被寫死了, 因此不管name是否被正確修改成其餘的值, printName始終都會打印"default3".

那麼怎麼知道name是否是真的被從新賦值成功了呢?

看下面代碼:

        Pojo3 p = new Pojo3();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        
        // 使用反射向name進行從新賦值
        nameField.set(p, "111");
        
        // 再使用反射再把name值取出來
        Object name = nameField.get(p);
        
        // 把取出來的name值進行打印
        System.out.println(name.toString());

 結果以下, 說明name變量確實被賦值成功.　　

---

那麼可能有同窗就問了,final修飾的String在JVM編譯時就被處理爲常量,  怎麼樣防止這種現象呢?   請看下面講解

使用反射修改一個final修飾符的String類型變量name, 同時防止字符串在編譯時被處理爲常量

使用一些手段讓final String類型的name的初始值通過一次運行才能獲得, 那麼就不會在編譯時期就被處理爲常亮了.

public class Pojo4 {
    // 防止JVM編譯時就把"default4"做爲常量處理
    private final String name = (null == null ? "default4" : "");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　運行測試的仍是那段反射代碼:

        Pojo4 p = new Pojo4();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();

 結果以下, 發現確實成功了:　　

---

那麼有同窗就會問了, 除了上面這種方法外, 還有什麼方法能防止JVM在編譯時就把final String的變量處理爲常亮呢 ?

答: 嗯...只要是讓name的值通過運行才能得到, 那麼就不會被處理爲常量. 我再舉個程序例子吧.看下面代碼:

public class Pojo5 {
    private final String name = new StringBuilder("default5").toString();

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　仍是那段反射的代碼, 運行

    @Test
    public void test5() throws Exception {
        Pojo5 p = new Pojo5();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, "111");
        p.printName();
    }

 結果以下, OK

使用反射修改一個static修飾符的變量name

剛纔展現了使用反射來修改final修飾的字段, 接下來就演示一下使用反射來修改static修飾的變量:

以下的一個static修飾的一個name變量.

public class Pojo6 {
    private static StringBuilder name = new StringBuilder("default6");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

仍是那段反射代碼來進行測試:

        Pojo6 p = new Pojo6();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        p.printName();

 發現結果以下, 也能夠設置成功.　　

使用反射修改final + static修飾符的變量name

一個同時被final和static修飾的變量以下所示:

public class Pojo7 {
    private final static StringBuilder name = new StringBuilder("default7");

    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

　　若是仍是經過下面這段反射代碼來進行修改name的值, 那麼就錯了!

        Pojo7 p = new Pojo7();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        p.printName();

 執行以後會報出以下異常, 由於反射沒法修改同時被static final修飾的變量:

 那到底能不能修改呢?

 答案是能修改.

那怎麼樣修改呢?

思路是這樣的, 先經過反射把name字段的final修飾符去掉.看以下代碼:

先把name字段經過反射取出來, 這個和以前的步驟都同樣, 反射出來的字段類型(Field)命名爲'nameField'

        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);

 接下來再經過反射, 把nameField的final修飾符去掉:

        Field modifiers = nameField.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        modifiers.setAccessible(true);
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

 而後就能夠正常對name字段進行值的修改了.

        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));

 最後別忘了再把final修飾符加回來:

modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

 本例子中反射部分完整的代碼以下:

        // 註釋的這段代碼這樣使用是錯誤的
//        Pojo7 p = new Pojo7();
//        p.printName();
//        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
//        nameField.setAccessible(true);
//        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
//        p.printName();

        Pojo7 p = new Pojo7();
        p.printName();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);


        Field modifiers = nameField.getClass().getDeclaredField("modifiers");
        modifiers.setAccessible(true);
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);

        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        modifiers.setInt(nameField, nameField.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
        p.printName();

 結果以下, 表示修改正確:　　

 

本文中的全部代碼都在這裏: https://github.com/GoldArowana/K-Object/tree/master/src/test/java/reflect/field   裏面的TestField.java爲主要反射代碼