जावा 8, 9, 10 में प्रतिबिंब के माध्यम से डिफ़ॉल्ट इंटरफ़ेस विधियों तक उचित पहुंच

अनुवादक का ध्यान: सीयूबीए ढांचे का विकास बड़ी संख्या में आरएंडडी परियोजनाओं को जन्म देता है। इस तरह की एक परियोजना के दौरान, यह पता चला कि हमें प्रॉक्सी कक्षाओं से डिफ़ॉल्ट इंटरफ़ेस विधियों को कॉल करने की आवश्यकता है। हम एक बहुत उपयोगी लेख पर ठोकर खाई, यह मुझे लगता है कि इसमें प्रस्तुत अनुभव कम से कम दिलचस्प होगा, और डेवलपर्स के एक विस्तृत सर्कल के लिए सबसे अधिक उपयोगी होगा।

जब प्रतिबिंब के माध्यम से जावा में डिफ़ॉल्ट इंटरफ़ेस विधियों तक पहुंचने की बात आती है, तो Google बहुत मदद नहीं करता है। उदाहरण के लिए, StackOverflow पर एक समाधान केवल कुछ स्थितियों में काम करता है और जावा के सभी संस्करणों पर नहीं।

यह आलेख प्रतिबिंब के माध्यम से डिफ़ॉल्ट इंटरफ़ेस विधियों को कॉल करने के लिए विभिन्न तरीकों पर चर्चा करेगा, यह आवश्यक हो सकता है, उदाहरण के लिए, प्रॉक्सी कक्षाएं बनाते समय।

TL, DR यदि आप प्रतीक्षा नहीं कर सकते हैं, तो इस आलेख में वर्णित डिफ़ॉल्ट विधियों को कॉल करने के सभी तरीके इस लिंक पर उपलब्ध हैं, और यह समस्या हमारे jOOR लाइब्रेरी में पहले ही हल हो चुकी है।

डिफ़ॉल्ट तरीकों के साथ इंटरफेस में समीपता

उपयोगी एपीआई java.lang.reflect.Proxy एक लंबे समय के लिए अस्तित्व में है, इसके साथ हम शांत चीजें कर सकते हैं, उदाहरण के लिए:

import java.lang.reflect.Proxy; public class ProxyDemo { interface Duck { void quack(); } public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { System.out.println("Quack"); return null; } ); duck.quack(); } } 

यह कोड बस आउटपुट:

 Quack 

इस उदाहरण में, हमने एक प्रॉक्सी का एक उदाहरण बनाया जो डक एपीआई को इनवोकेशनहैंडलर का उपयोग करके लागू करता है, जो मूल रूप से सिर्फ एक लैम्ब्डा है जो डक इंटरफेस के प्रत्येक विधि के लिए कहा जाता है।

दिलचस्प हिस्सा तब शुरू होगा जब हम इंटरफ़ेस में एक विधि कार्यान्वयन जोड़ना चाहते हैं और इस पद्धति पर एक कॉल करना चाहते हैं:

 interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } 

सबसे अधिक संभावना है, आप इस कोड को लिखना चाहेंगे:

 import java.lang.reflect.Proxy; public class ProxyDemo { interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { method.invoke(proxy); return null; } ); duck.quack(); } } 

लेकिन यह केवल नेस्टेड अपवादों का एक लंबा ढेर उत्पन्न करेगा (और यह इंटरफ़ेस में विधि के कार्यान्वयन को कॉल करने के साथ जुड़ा नहीं है, यह बस ऐसा करने के लिए मना किया गया है):

 Exception in thread "main" java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) at ProxyDemo.main(ProxyDemo.java:20) Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:15) ... 2 more Caused by: java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) ... 7 more Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:15) ... 8 more Caused by: java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) ... 13 more Caused by: java.lang.reflect.InvocationTargetException at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:15) ... 14 more Caused by: java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) ... 19 more ... ... ... goes on forever 

बहुत मददगार नहीं।

विधि हैंडल एपीआई का उपयोग करना

तो, एक Google खोज हमें बताती है कि हमें MethodHandles API का उपयोग करने की आवश्यकता है । अच्छा, चलो कोशिश करते हैं!

 import java.lang.invoke.MethodHandles; import java.lang.reflect.Proxy; public class ProxyDemo { interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { MethodHandles .lookup() .in(Duck.class) .unreflectSpecial(method, Duck.class) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); return null; } ); duck.quack(); } } 

शांत, यह काम करने लगता है!

 Quack 

... लेकिन नहीं।

गैर-निजी पहुंच के साथ एक इंटरफ़ेस विधि

ऊपर दिए गए उदाहरण से इंटरफ़ेस सावधानी से बनाया गया था ताकि कॉलिंग कोड की निजी पहुंच हो, अर्थात। इंटरफ़ेस को कॉलिंग क्लास में नेस्ट किया गया था। लेकिन क्या होगा अगर हमारे पास एक गैर-नेस्टेड इंटरफ़ेस है?

 import java.lang.invoke.MethodHandles; import java.lang.reflect.Proxy; interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } public class ProxyDemo { public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { MethodHandles .lookup() .in(Duck.class) .unreflectSpecial(method, Duck.class) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); return null; } ); duck.quack(); } } 

लगभग समान कोड अब काम नहीं करता है। IllegalAccessException प्राप्त करें:

 Exception in thread "main" java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) at ProxyDemo.main(ProxyDemo.java:26) Caused by: java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface Duck, from Duck/package at java.lang.invoke.MemberName.makeAccessException(MemberName.java:850) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.checkSpecialCaller(MethodHandles.java:1572) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.unreflectSpecial(MethodHandles.java:1231) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:19) ... 2 more 

बुलबुल बाहर आ गई। यदि आप इसे अभी तक Google करते हैं, तो आप निम्न समाधान पा सकते हैं, जो कि MethodHandles.Lookup के आंतरिक हिस्से को प्रतिबिंब के माध्यम से एक्सेस करता है।

 import java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Proxy; interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } public class ProxyDemo { public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { Constructor<Lookup> constructor = Lookup.class .getDeclaredConstructor(Class.class); constructor.setAccessible(true); constructor.newInstance(Duck.class) .in(Duck.class) .unreflectSpecial(method, Duck.class) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); return null; } ); duck.quack(); } } 

और, जयकार, हम प्राप्त करते हैं:

 Quack 

हम इसे JDK 8 पर करने में कामयाब रहे। JDK 9 या 10 के बारे में कैसे?

 WARNING: An illegal reflective access operation has occurred WARNING: Illegal reflective access by ProxyDemo (file:/C:/Users/lukas/workspace/playground/target/classes/) to constructor java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup(java.lang.Class) WARNING: Please consider reporting this to the maintainers of ProxyDemo WARNING: Use --illegal-access=warn to enable warnings of further illegal reflective access operations WARNING: All illegal access operations will be denied in a future release Quack 

Opachki। यह डिफ़ॉल्ट रूप से होता है । यदि हम ध्वज के साथ कार्यक्रम चलाते हैं --illegal-access=deny :

 java --illegal-access=deny ProxyDemo 

ठीक है, तो हम प्राप्त करते हैं (और ठीक ही तो!):

 Exception in thread "main" java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup(java.lang.Class) accessible: module java.base does not "opens java.lang.invoke" to unnamed module @357246de at java.base/java.lang.reflect.AccessibleObject.checkCanSetAccessible(AccessibleObject.java:337) at java.base/java.lang.reflect.AccessibleObject.checkCanSetAccessible(AccessibleObject.java:281) at java.base/java.lang.reflect.Constructor.checkCanSetAccessible(Constructor.java:192) at java.base/java.lang.reflect.Constructor.setAccessible(Constructor.java:185) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:18) at $Proxy0.quack(Unknown Source) at ProxyDemo.main(ProxyDemo.java:28) 

ऐसे हैक को रोकने के लिए आरा परियोजना का एक लक्ष्य ठीक था। तो, कौन सा समाधान बेहतर है? क्या यह है?

 import java.lang.invoke.MethodHandles; import java.lang.invoke.MethodType; import java.lang.reflect.Proxy; interface Duck { default void quack() { System.out.println("Quack"); } } public class ProxyDemo { public static void main(String[] a) { Duck duck = (Duck) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { Duck.class }, (proxy, method, args) -> { MethodHandles.lookup() .findSpecial( Duck.class, "quack", MethodType.methodType( void.class, new Class[0]), Duck.class) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); return null; } ); duck.quack(); } } 

 Quack 

महान, यह जावा 9 और 10 में काम करता है, लेकिन जावा 8 के बारे में क्या?

 Exception in thread "main" java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException at $Proxy0.quack(Unknown Source) at ProxyDemo.main(ProxyDemo.java:25) Caused by: java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface Duck, from ProxyDemo at java.lang.invoke.MemberName.makeAccessException(MemberName.java:850) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.checkSpecialCaller(MethodHandles.java:1572) at java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup.findSpecial(MethodHandles.java:1002) at ProxyDemo.lambda$0(ProxyDemo.java:18) ... 2 more 

क्या तुम मुझसे मजाक कर रहे हो?

तो, हमारे पास एक समाधान (हैक) है जो जावा 8 में काम करता है, लेकिन 9 और 10 में नहीं, और एक समाधान है जो 9 और 10 में काम करता है, लेकिन 8 में नहीं

गहरा शोध

खैर, मैंने अलग-अलग JDK पर अलग कोड चलाने की कोशिश की। अगली कक्षा उपरोक्त सभी संयोजनों का प्रयास करती है। यह यहां GIST के रूप में भी उपलब्ध है ।

JDK 9 या 10 का उपयोग कर कोड संकलित करें (क्योंकि JDK 9+ API आवश्यक है: MethodHandles.pStreetLookupIn () ), लेकिन आपको इसे JDK 8 पर क्लास चलाने के लिए नीचे दिए गए कमांड का उपयोग करके संकलित करने की आवश्यकता है:

 javac -source 1.8 -target 1.8 CallDefaultMethodThroughReflection.java 

 import java.lang.invoke.MethodHandles; import java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup; import java.lang.invoke.MethodType; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; interface PrivateInaccessible { default void quack() { System.out.println(" -> PrivateInaccessible.quack()"); } } public class CallDefaultMethodThroughReflection { interface PrivateAccessible { default void quack() { System.out.println(" -> PrivateAccessible.quack()"); } } public static void main(String[] args) { System.out.println("PrivateAccessible"); System.out.println("-----------------"); System.out.println(); proxy(PrivateAccessible.class).quack(); System.out.println(); System.out.println("PrivateInaccessible"); System.out.println("-------------------"); System.out.println(); proxy(PrivateInaccessible.class).quack(); } private static void quack(Lookup lookup, Class<?> type, Object proxy) { System.out.println("Lookup.in(type).unreflectSpecial(...)"); try { lookup.in(type) .unreflectSpecial(type.getMethod("quack"), type) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); } catch (Throwable e) { System.out.println(" -> " + e.getClass() + ": " + e.getMessage()); } System.out.println("Lookup.findSpecial(...)"); try { lookup.findSpecial(type, "quack", MethodType.methodType(void.class, new Class[0]), type) .bindTo(proxy) .invokeWithArguments(); } catch (Throwable e) { System.out.println(" -> " + e.getClass() + ": " + e.getMessage()); } } @SuppressWarnings("unchecked") private static <T> T proxy(Class<T> type) { return (T) Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class[] { type }, (Object proxy, Method method, Object[] arguments) -> { System.out.println("MethodHandles.lookup()"); quack(MethodHandles.lookup(), type, proxy); try { System.out.println(); System.out.println("Lookup(Class)"); Constructor<Lookup> constructor = Lookup.class.getDeclaredConstructor(Class.class); constructor.setAccessible(true); constructor.newInstance(type); quack(constructor.newInstance(type), type, proxy); } catch (Exception e) { System.out.println(" -> " + e.getClass() + ": " + e.getMessage()); } try { System.out.println(); System.out.println("MethodHandles.privateLookupIn()"); quack(MethodHandles.privateLookupIn(type, MethodHandles.lookup()), type, proxy); } catch (Error e) { System.out.println(" -> " + e.getClass() + ": " + e.getMessage()); } return null; } ); } } 

उपरोक्त कार्यक्रम का आउटपुट:

जावा 8

 $ java -version java version "1.8.0_141" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode) $ java CallDefaultMethodThroughReflection PrivateAccessible ----------------- MethodHandles.lookup() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> class java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface CallDefaultMethodThroughReflection$PrivateAccessible, from CallDefaultMethodThroughReflection Lookup(Class) Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() MethodHandles.privateLookupIn() -> class java.lang.NoSuchMethodError: java.lang.invoke.MethodHandles.privateLookupIn(Ljava/lang/Class;Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;)Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup; PrivateInaccessible ------------------- MethodHandles.lookup() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> class java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface PrivateInaccessible, from PrivateInaccessible/package Lookup.findSpecial(...) -> class java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface PrivateInaccessible, from CallDefaultMethodThroughReflection Lookup(Class) Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateInaccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> PrivateInaccessible.quack() MethodHandles.privateLookupIn() -> class java.lang.NoSuchMethodError: java.lang.invoke.MethodHandles.privateLookupIn(Ljava/lang/Class;Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;)Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup; 

जावा ९

 $ java -version java version "9.0.4" Java(TM) SE Runtime Environment (build 9.0.4+11) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 9.0.4+11, mixed mode) $ java --illegal-access=deny CallDefaultMethodThroughReflection PrivateAccessible ----------------- MethodHandles.lookup() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() Lookup(Class) -> class java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup(java.lang.Class) accessible: module java.base does not "opens java.lang.invoke" to unnamed module @30c7da1e MethodHandles.privateLookupIn() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> PrivateAccessible.quack() PrivateInaccessible ------------------- MethodHandles.lookup() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> class java.lang.IllegalAccessException: no private access for invokespecial: interface PrivateInaccessible, from PrivateInaccessible/package (unnamed module @30c7da1e) Lookup.findSpecial(...) -> PrivateInaccessible.quack() Lookup(Class) -> class java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make java.lang.invoke.MethodHandles$Lookup(java.lang.Class) accessible: module java.base does not "opens java.lang.invoke" to unnamed module @30c7da1e MethodHandles.privateLookupIn() Lookup.in(type).unreflectSpecial(...) -> PrivateInaccessible.quack() Lookup.findSpecial(...) -> PrivateInaccessible.quack() 

जावा 10

 $ java -version java version "10" 2018-03-20 Java(TM) SE Runtime Environment 18.3 (build 10+46) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM 18.3 (build 10+46, mixed mode) $ java --illegal-access=deny CallDefaultMethodThroughReflection ...   ,   Java 9 

निष्कर्ष

यह सब समझने के लिए थोड़ा जटिल है।

• जावा 8 में, सबसे अच्छा काम करने वाला तरीका एक हैक है जो Lookup क्लास के पैकेज-प्राइवेट कंस्ट्रक्टर तक पहुंच के माध्यम से जेडीके इंटर्नल में प्रवेश करता है। किसी भी वर्ग से निजी पहुंच और गैर-निजी पहुंच दोनों के साथ सुसंगत तरीके से इंटरफ़ेस विधियों को लागू करने का यह एकमात्र तरीका है।
• Java 9 और 10 में, सबसे अच्छा तरीका है Lookup.findSpecial() (Java 8 में काम नहीं करना) या MethodHandles.privateLookupIn() (जावा 8 में विधि मौजूद नहीं है) का उपयोग करना। यदि इंटरफ़ेस किसी अन्य मॉड्यूल में है तो बाद वाले दृष्टिकोण का उपयोग किया जाना चाहिए। इस मॉड्यूल को बाहरी कॉल के लिए एक इंटरफ़ेस प्रदान करना चाहिए।

ईमानदारी से, यह थोड़ा भ्रमित करने वाला है। इसके लिए उपयुक्त मेम:



राफेल विंटरहेल्टर (बाइटबुडी के लेखक) ने कहा कि "वास्तविक" फिक्स प्रॉक्सी एपीआई के संशोधित संस्करण में होगा:



मुझे यकीन नहीं है कि यह सभी समस्याओं को हल करेगा, लेकिन आपको वास्तव में यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि डेवलपर उपरोक्त सभी के बारे में चिंता नहीं करता है।

और यह स्पष्ट है कि यह लेख पूर्ण नहीं है, उदाहरण के लिए, यह परीक्षण नहीं किया गया था कि क्या ये तरीके काम करेंगे यदि बतख को किसी अन्य मॉड्यूल से आयात किया गया था:



... और वह अगले लेख का विषय होगा।

Jor का उपयोग करना

यदि आप jOR (प्रतिबिंब पुस्तकालय के लिए हमारी लाइब्रेरी, यह यहाँ है ) का उपयोग करते हैं, तो संस्करण 0.9.8 में इसके लिए एक फिक्स शामिल होगा: github.com/jOOQ/jOOR/issues/49
बस जावा 8 या MethodHandles.pStreetLookupIn () जावा 9+ के लिए रिफ्लेक्शन एपीआई हैक दृष्टिकोण का उपयोग करता है। आप लिख सकते हैं:

 Reflect.on(new Object()).as(PrivateAccessible.class).quack(); Reflect.on(new Object()).as(PrivateInaccessible.class).quack();