Java 隐藏类

Java 15 引入了隐藏类，这些类无法被其他类的字节码直接使用。这些隐藏类旨在供那些在运行时生成类并通过反射使用的框架使用。

隐藏类被定义为基于访问控制上下文的成员，并且它可以独立于其他类被卸载。

这个提议（JEP 371）旨在通过提供一个标准API来定义不可发现且生命周期有限的隐藏类，从而改进所有的JVM语言。JDK框架或外部框架可以动态生成类，这些类可以生成隐藏类。

JVM语言严重依赖于动态类生成以实现灵活性和效率。

目标

以下是此增强功能的目标清单：

框架应能够将类定义为框架的不可发现的实现细节。这些类既不能与其他类链接也不能通过反射发现。
扩展访问控制巢穴以包含不可发现的类。
积极地卸载隐藏类将帮助框架定义尽可能多的隐藏类而不降低性能。
废除非标准API，misc.Unsafe::defineAnonymousClass，并在未来版本中移除。

创建隐藏类

为了创建一个隐藏类，我们必须创建一个Lookup实例，如下所示：

MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();

一旦获得了lookup实例，我们就可以使用 defineHiddenClass() 方法来通过隐藏类的字节数组创建隐藏类。

Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(getByteArray(), true, ClassOption.NESTMATE).lookupClass();

隐藏类的字节数组可以通过隐藏类的类路径获取。

public static byte[] getByteArray() throws IOException {
   InputStream stream = Util.class.getClassLoader().getResourceAsStream("com/tutorialspoint/Util.class");
   byte[] bytes = stream.readAllBytes();
   return bytes;
}

一旦加载了隐藏类，我们就可以使用 getConstructor() 方法创建其实例。

Object hiddenClassObj = hiddenClass.getConstructor().newInstance();

使用隐藏类实例，我们可以获取方法并执行它，如下所示：

Method method = hiddenClassObj.getClass().getDeclaredMethod("square", Integer.class);
// 调用方法并获取结果
Object result = method.invoke(hiddenClassObj, 3);

由于隐藏类是隐藏的并且不能通过反射实例化，它的隐藏属性为true且规范名称为null。

创建并使用隐藏类的示例

以下示例展示了创建和使用隐藏类的过程。首先，我们创建了一个公共类 Util，如下所示：

package com.tutorialspoint;

public class Util {
   public Integer square(Integer n) {
      return n * n;
   }
}

现在我们将这个类创建为一个隐藏类，并访问其方法来获取一个数字的平方。

package com.tutorialspoint;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup.ClassOption;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Tester {
   public static void main(String args[]) throws IllegalAccessException, IOException, InstantiationException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
      // 创建lookup对象
      MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
      // 使用Util类的字节数组定义隐藏类
      // 使用NESTMATE选项使隐藏类能够访问同一巢穴中类的私有成员
      Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(getByteArray(), true, ClassOption.NESTMATE).lookupClass();

      // 获取隐藏类对象
      Object hiddenClassObj = hiddenClass.getConstructor().newInstance();

      // 获取隐藏类的方法
      Method method = hiddenClassObj.getClass().getDeclaredMethod("square", Integer.class);

      // 调用方法并获取结果
      Object result = method.invoke(hiddenClassObj, 3);

      // 打印结果
      System.out.println(result);

      // 由于隐藏类对JVM是不可见的，它将打印hidden
      System.out.println(hiddenClass.isHidden());

      // 规范名称为null，因此这个类无法通过反射实例化
      System.out.println(hiddenClass.getCanonicalName());
   }
   public static byte[] getByteArray() throws IOException {
      InputStream stream = Util.class.getClassLoader().getResourceAsStream("com/tutorialspoint/Util.class");
      byte[] bytes = stream.readAllBytes();
      return bytes;
   }
}

编译并运行上述程序，将会得到如下结果：

9
true
null