java11新特性---Nest-Based Access Control(嵌套訪問控制)

簡介

嵌套是一種訪問控制上下文，它容許多個class同屬一個邏輯代碼塊，可是被編譯成多個分散的class文件，它們訪問彼此的私有成員無需經過編譯器添加訪問擴展方法。

動機

不少jvm語言支持在一個源文件中放多個class。這對於用戶是透明的，用戶認爲它們在一個class中，因此但願它們共享同一套訪問控制體系。爲了達到目的，編譯器須要常常須要經過附加的access bridge擴大private成員的訪問權限到package。這種bridge和封裝相違背，而且輕微的增長程序的大小，會干擾用戶和工具。因此咱們但願一種更直接，更安全，更透明的方式。

一個更大的坑就是反射的時候會有問題。當使用java.lang.reflect.Method.invoke從一個nestmate調用另外一個nestmate私有方法時會報IllegalAccessError錯誤。這個是讓人不能理解的，由於反射應該和源碼級訪問擁有相同權限。

話很少說，看段代碼

public class JEP181 {

    public static class Nest1 {
        private int varNest1;
        public void f() throws Exception {
            final Nest2 nest2 = new Nest2();
            //這裏沒問題
            nest2.varNest2 = 2;
            final Field f2 = Nest2.class.getDeclaredField("varNest2");
           //這裏在java8環境下會報錯，在java11中是沒問題的
            f2.setInt(nest2, 2);
            System.out.println(nest2.varNest2);
        }
    }

    public static class Nest2 {
        private int varNest2;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new Nest1().f();
    }
}
複製代碼

在java11以前，classfile用InnerClasses和EnclosingMethod兩種屬性來幫助編譯器確認源碼的嵌套關係，每個嵌套的類型會編譯到本身的class文件中，在使用上述屬性來鏈接其餘class文件。這些屬性對於jvm肯定嵌套關係上已經足夠了，可是它們不直接適用於訪問控制，而且和java語言綁定的太緊了。

爲了提供一種更大的，更普遍的，不單單是java語言的嵌套類型，而且補足訪問控制檢測的不足，引入了兩個新的class文件屬性。定義了兩種nest member，一種叫nest host（也叫top-level class），它包含一個NestMembers屬性用於肯定其餘靜態的nest members，其餘的就是nest member，它包含一個NestHost屬性用於肯定它的nest host。

你們能夠看一下上述代碼的class文件詳情。

JVM針對嵌套成員的訪問控制

調整了jvm訪問規則，增長了以下條款：
一個field或method R能夠被class或interface D訪問，當且僅當以下任一條件爲真：

• … …(原條款不變)
• R是私有的，而且聲明在另外一個class或interface C中，而且C和D是nestmates

C和D是nestmates表名他們確定有一個相同的host

這個鬆散的訪問規則會做用在以下幾個地方：（這一段我就貼原文了，感受翻譯過來味道就變了）

• Resolving fields and methods (JVMS 5.4.3.2, etc.)
• Resolving method handle constants (JVMS 5.4.3.5)
• Resolving call site specifiers (JVMS 5.4.3.6)
• Checking Java language access by instances of java.lang.reflect.AccessibleObject
• Checking access during queries to java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup

針對上述訪問規則的改變，相應的調整字節碼：

• invokespecial for private nestmate constructors,
• invokevirtual for private non-interface, nestmate instance methods,
• invokeinterface for private interface, nestmate instance methods; and
• invokestatic for private nestmate, static methods

嵌套類的校驗

嵌套類必須在訪問前校驗。校驗最遲要發生在訪問成員以前，最先能夠發生在對class文件的校驗時，或者在二者之間，好比JIT時。校驗嵌套關係，須要加載nest host類，爲了防止無心義的加載，這一步儘可能放到最後作。

爲了保證嵌套的完整性，建議禁止修改nest classfile屬性