什么是 Java 反射?
在前文中,我们有一行代码 Computer macBookPro = JSON.parseObject(preReceive,Computer.class);
这行代码是什么意思呢?看起来好像就是我们声明了一个名为 macBookPro
的 Computer
类,它由 fastjson 的 parseObject 方法将 preReceive
反序列化而来,但 Computer.class
是什么呢?
在 Java 中,Computer.class
是一个引用,它表示了 Computer
的字节码对象(Class 对象),这个对象被广泛应用于反射、序列化等操作中。那么为什么 parseObject 需要这个引用呢?首先 fastjson 是不了解类中的情况的,因此它需要一个方法来动态的获得类中的属性,那么 Java 的反射机制提供了这个功能。
Java reflect demo
我们先看一个 Java 反射的 Demo。
package org.example;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Parameter;
public class JavaReflectDemo {
public static void main(String[] args){
// 获取Car类的Class对象,用于后续的反射操作
Class<?> temp = Car.class;
// 获得Car类的所有属性与方法和构造方法
Field[] fields = temp.getDeclaredFields();
Method[] methods = temp.getDeclaredMethods();
Constructor<?>[] constructors = temp.getDeclaredConstructors();
// 通过循环遍历获得类属性
for (Field field : fields){
System.out.println("Field: " + field.getName());
}
// 通过循环遍历获得方法名
for (Method method : methods ) {
System.out.println("Methods: " + method.getName());
}
// 通过双循环获得类的构造方法及其方法所需要的参数的数据类型
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
System.out.println("Constructor:" + constructor.getName());
Class<?>[] constructorParameterType = constructor.getParameterTypes();
for (Class<?> parameterType : constructorParameterType) {
System.out.println("Parameter type is:" + parameterType.getName());
}
}
// 通过反射调用类方法
}
public static class Car{
private int carLength;
public String carName;
private int carPrice = 50000;
public Car(int carLength, String carName,int carPrice){
this.carLength = carLength;
this.carName = carName;
this.carPrice = carPrice;
}
private void CarAnnounce() {
System.out.println("China Car! Best Car!");
System.out.println("The Car Price is " + this.carPrice);
System.out.println("The Car Length is " + this.carLength);
}
private void CarType(){
System.out.println("This function is still under development!");
}
}
}
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反射调用类变量
上述代码中,我们有一个公共静态类 Car
,其中包含了私有和公共方法和属性,在主函数中通过反射获取了类的属性和方法以及构造方法,我们逐行分析代码。
Class<?> temp = Car.class;
这行代码用于获取 Car
的 Class 对象,Class 对象是整个反射操作的起点。那么 Class<?>
是什么意思呢?其实在这里这个问号指的是 temp
可以接收任意类型的类,我们也可以通过 Class<Car>
来接收 Class 对象。
getDeclaredFields()
是 Java 的反射操作,通过 Class 对象获得类中所有的属性,包括私有属性,它返回一个 Field[]
对象,实际上是一个包含类中所有属性的数组,但它被特定为 Field[]
对象。
getDeclaredMethods()
同理,获得类中所有的方法(但不包含构造方法),返回一个 Methods[]
数组。
getDeclaredConstructors()
用于获得类中所有的构造方法,Constructor<?>[]
的含义是,Constructor
是个泛型类,它的定义是 Constructor<T>
,这意味着它适用于任何类型的构造方法,通过使用通配符 <?>
表示这个数组接收任何类的构造方法,也就是表示了constructors
这个数组可以用于存储任意类的任意构造方法。
获得了数组后,通过 Java 的 for-each 循环遍历数组并打印到屏幕。
运行结果如下。
反射调用类方法
简要将 Demo 中的代码修改如下。
// 通过循环遍历获得方法名
for (Method method : methods) {
// 直接调用类的静态方法
if (method.getName().equals("CarType")) {
method.invoke(null);
}
// 通过类的实例调用类方法
if (method.getName().equals("CarAnnounce")){
Car tempCar = new Car(1000,"Richard's car");
method.invoke(tempCar);
// 通过反射获得类字段,并修改字段值重新调用方法
Field field = temp.getDeclaredField("carPrice");
field.setAccessible(true);
field.set(tempCar, 99999);
method.invoke(tempCar);
}
System.out.println("Methods: " + method.getName());
}
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我们可以通过反射直接调用类的方法,method.invoke(类的实例, 参数, 多个参数用逗号隔开)
,若是调用静态方法可以传递 null
代替类的实例,但如果调用的方法需要参数,我们需要严格得按照方法传入对应的参数。
我们还可以通过反射修改 private
属性,例如 Demo 中的 carPrice
。运行结果如下。
我们将 carLength
使用 final
修饰符进行修饰,此时直接修改 carLength
会报错。如下图。
但通过反射我们可以修改 final
修饰符修饰后的属性。代码如下。
Field field2 = temp.getDeclaredField("carLength");
field2.setAccessible(true);
Field modifiers = field2.getClass().getDeclaredField("modifiers");
modifiers.setAccessible(true);
modifiers.setInt(field2, field2.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);
field2.set(tempCar, 7777);
method.invoke(tempCar);
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我们来重点关注其中的操作,我们首先获取 carLength
的 Field
对象,并设置其为可读写的权限。
其次获取该对象的 modifiers
对象,它表示 carLength
被哪些修饰符所修饰。
重点是modifiers.setInt(field2, field2.getModifiers() & ~Modifier.FINAL)
我们逐步进行解析:
modifiers.setInt
对 modifiers
对象进行修改,也就是修改 carLength
的修饰符。
首先传入实例,重点在其参数,这里实际是一个位操作,getmodifiers()
方法会返回当前对象的修饰符组合,它是由 Java Modifier 类中定义的值所组合起来的。见下图。
那么 ~Modifier.FINAL
中的 ~
是对该值取反,0x10
转换为二进制为 0001 0000
取反为 1110 1111
,&
对其进行与操作,那么实际上就是在去除 FINAL
修饰符。
最后将其结果修改 modifiers
对象,也就是去除了 FINAL
修饰符。
整段代码的执行结果如下。
反射执行命令
在 Java 中,有一个类叫做 java.lang.Runtime
,这个类有一个 exec
方法可以用于执行本地命令。一般情况下我们使用如下的方法执行命令。我们通过 Runtime.getRuntime()方法获得实例,并创建新的 Process 对象,用于执行命令。
Runtime 类是 Java 中的一个特殊类,它负责提供 Java 应用程序与运行时环境(Java 虚拟机)的交互接口。它被设计为单例模式,确保整个应用程序中只有一个 Runtime 实例。这种设计决定了 Runtime 类无法被直接实例化。
package org.example;
public class ExecuteCommandDemo {
public static void main(String[] args){
try {
// 创建Runtime对象
Runtime temp = Runtime.getRuntime();
Process process = temp.exec("calc.exe");
// 等待命令执行完毕
process.waitFor();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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而我们同样可以通过反射来执行命令。
首先获取 Runtime 类对象以便后续的反射操作,再从 Runtime 类中获取 getRuntime 方法,通过执行 getRuntime 方法获取实例,再从类中找到 exec
方法,但由于 exec
具有很多重载版本,我们指定使用接收字符串作为参数的方法。最后通过调用 exec
方法,执行命令。
package org.example;
import java.lang.reflect.Method;
public class ExecuteCommandDemo {
public static void main(String[] args){
try {
Class <?> reflectExec = Class.forName("java.lang.Runtime");
Method getruntimeMethod = reflectExec.getMethod("getRuntime");
Object runtimeInstance = getruntimeMethod.invoke(null);
Method execMethod = reflectExec.getMethod("exec", String.class);
Process process = (Process) execMethod.invoke(runtimeInstance, "calc.exe");
// 等待命令执行完毕
process.waitFor();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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Fastjson 的危险反序列化
@type
是 fastjson 中的一个特殊注解,它告诉 fastjson 应该将 JSON 字符串转换成哪个 Java 类。这很容易出现安全问题。
我们来看下面这段代码,我们定义了一串 json 字符串,想要通过@type
注解来将 json 字符串转化为java.lang.Runtime
对象,但是 fastjson 在 1.2.24 后默认禁用 autoType
的白名单设置,在默认情况下我们不能任意的将 json 字符串转化为指定的 java 类。
但通过 ParserConfig.getGlobalInstance().addAccept("java.lang")
我们可以在白名单中添加 java.lang
类。
后续的代码就是通过反序列化将其转换为对象(这里的 Object.class 是为了接收转换后的任意对象),再强制转换为 Runtime 对象,转换完成后就和正常调用java.lang.Runtime
执行命令相同了。
package org.example;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig;
public class FastjsonDangerousDeserialization {
public static void main(String[] args) throws Exception{
String json = "{\"@type\":\"java.lang.Runtime\"}";
ParserConfig.getGlobalInstance().addAccept("java.lang");
Runtime runtime = (Runtime) JSON.parseObject(json, Object.class);
runtime.exec("calc.exe");
}
}
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文章转载自:ZywOo
原文链接:https://www.cnblogs.com/RichardLuo/p/18287704/Fastjson_2
体验地址:http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq
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