Java反射-修改字段值, 反射修改static final修饰的字段

反射修改字段

我们从最简单的例子到难, 一步一步深刻. 

使用反射修改一个private修饰符的变量name

我们回到主题, 先用反射来实现一个最基础的功能吧.

其中待获取的name以下:

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

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

接下来我们 使用反射来修改上面name的值.

为何要用反射呢? 由于成员变量name是private修饰的, 并且没有提供一个setter方法.没有方法能够设置name的值.

虽然没有一个对外开放的接口, 可是反射却能够垂手可得地作到:

        Pojo p = new Pojo();

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

        // 反射获取字段, name成员变量
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 因为name成员变量是private, 因此须要进行访问权限设定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射进行赋值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));

        // 打印查看被修改后的值
        p.printName();

 发现被修改为功, 结果以下:

使用反射修改一个final修饰符的变量name

刚才使用反射成功修改了private修饰的变量, 那么若是是final修饰的变量那么还可否使用反射来进行修改呢? (由于正常的setter getter操做反正是作不到.)

声明一个final修饰的name以下. 接下来使用反射来对它进行修改. 目的也就是使name指向一个新的StringBuilder对象.

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

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

　　我们看看反射的威力吧, 它能修改final的字段的指向.也就是让name字段指向一个新的地址.

        Pojo2 p = new Pojo2();

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

        // 反射获取字段, name成员变量
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");

        // 因为name成员变量是private, 因此须要进行访问权限设定
        nameField.setAccessible(true);

        // 使用反射进行赋值
        nameField.set(p, new StringBuilder("111"));
        
        // 打印查看被修改后的值
        p.printName();

 发现设置成功, 结果以下:

使用反射修改一个final修饰符的String类型变量name

若是说同窗们在看我这篇文章时, 在前面偷懒了, 或者是认为StringBuilder和String没什么大区别, 因而就在前面把我代码里的StringBuilder都改成了String, 那么你们的执行结果将会是一个意外结果.

也就是我前面的例子用StringBuilder就能成功, 若是都替换成了String, 使用反射也不可以成功赋值.

为何呢?

在讲解为何以前, 我这里把这个问题重现一下:

把前面的StringBuilder替换为String后的Pojo3

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

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

使用反射尝试着进行赋值:

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

 发现赋值失败, 结果以下:

---

再一次提问: 为何呢?

由于JVM在编译时期, 就把final类型的String进行了优化, 在编译时期就会把String处理成常量, 因此 Pojo3里的printName()方法, 就至关于:

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

 其实name的值是赋值成功了, 只是printName()方法在JVM优化后就被写死了, 因此不管name是否被正确修改成其余的值, printName始终都会打印"default3".

那么怎么知道name是否是真的被从新赋值成功了呢?

看下面代码:

        Pojo3 p = new Pojo3();
        Field nameField = p.getClass().getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        
        // 使用反射向name进行从新赋值
        nameField.set(p, "111");
        
        // 再使用反射再把name值取出来
        Object name = nameField.get(p);
        
        // 把取出来的name值进行打印
        System.out.println(name.toString());

 结果以下, 说明name变量确实被赋值成功.　　

---

那么可能有同窗就问了,final修饰的String在JVM编译时就被处理为常量,  怎么样防止这种现象呢?   请看下面讲解

使用反射修改一个final修饰符的String类型变量name, 同时防止字符串在编译时被处理为常量

使用一些手段让final String类型的name的初始值通过一次运行才能获得, 那么就不会在编译时期就被处理为常亮了.

public class Pojo4 {
    // 防止JVM编译时就把"default4"做为常量处理
    private final String name = (null == null ? "default4" : "");

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

　　运行测试的仍是那段反射代码:

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

 结果以下, 发现确实成功了:　　

---

那么有同窗就会问了, 除了上面这种方法外, 还有什么方法能防止JVM在编译时就把final String的变量处理为常亮呢 ?

答: 嗯...只要是让name的值通过运行才能得到, 那么就不会被处理为常量. 我再举个程序例子吧.看下面代码:

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

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

　　仍是那段反射的代码, 运行

    @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();
    }

 结果以下, OK

使用反射修改一个static修饰符的变量name

刚才展现了使用反射来修改final修饰的字段, 接下来就演示一下使用反射来修改static修饰的变量:

以下的一个static修饰的一个name变量.

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

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

仍是那段反射代码来进行测试:

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

 发现结果以下, 也能够设置成功.　　

使用反射修改final + static修饰符的变量name

一个同时被final和static修饰的变量以下所示:

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

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

　　若是仍是经过下面这段反射代码来进行修改name的值, 那么就错了!

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

 执行以后会报出以下异常, 由于反射没法修改同时被static final修饰的变量:

 那到底能不能修改呢?

 答案是能修改.

那怎么样修改呢?

思路是这样的, 先经过反射把name字段的final修饰符去掉.看以下代码:

先把name字段经过反射取出来, 这个和以前的步骤都同样, 反射出来的字段类型(Field)命名为'nameField'

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

 接下来再经过反射, 把nameField的final修饰符去掉:

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

 而后就能够正常对name字段进行值的修改了.

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

 最后别忘了再把final修饰符加回来:

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

 本例子中反射部分完整的代码以下:

        // 注释的这段代码这样使用是错误的
//        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();

 结果以下, 表示修改正确:　　

 

本文中的全部代码都在这里: https://github.com/GoldArowana/K-Object/tree/master/src/test/java/reflect/field   里面的TestField.java为主要反射代码