Java反射机制

Java反射机制

Java反射(Reflection)是Java非常重要的动态特性，通过使用反射我们不仅可以获取到任何类的成员方法(Methods)、成员变量(Fields)、构造方法(Constructors)等信息，还可以动态创建Java类实例、调用任意的类方法、修改任意的类成员变量值等。Java反射机制是Java语言的动态性的重要体现，也是Java的各种框架底层实现的灵魂。

获取Class对象

Java反射操作的对象是java.lang.class 对象，那么我们首先需要得到一个类的对象，通常有以下就中获取类对象的方法：

1. Class clazz1 = 类名.class，如:Person.class。
2. Class clazz2 = Class.forName("reflectTest.Person")。
3. classLoader.loadClass("reflectTest.Person");
4. Person p1 = new Person();
   Class clazz = p1.getClass();

　　

获取数组类型的class对象会有一点特殊，需要使用java类型大的描述符：

Class<?> doubleArray = Class.forName("[D");//相当于double[].class
Class<?> cStringArray = Class.forName("[[Ljava.lang.String;");// 相当于String[][].class

举例：获取Runtime类的class对象代码：

String className     = "java.lang.Runtime";
Class  runtimeClass1 = Class.forName(className);
Class  runtimeClass2 = java.lang.Runtime.class;
Class  runtimeClass3 = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass(className);

通过上面的三种方法都可以获得一个java.lang.Runtime类的Class对象，反射调用内部类的时候需要使用$来代替.,如JavaSec.Test类有一个叫做Hello的内部类，那么调用的时候就应该将类名写成：JavaSec.Test$Hello

反射调用类方法

获取类中的所有成员方法：

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods()

获取当前类指定的成员方法：

Method method = clazz.getDeclaredMethod("方法名");
Method method = clazz.getDeclaredMethod("方法名", 参数类型如String.class，多个参数用","号隔开);

　　getMethod和getDeclaredMethod都能够获取到类成员方法，区别在于getMethod只能获取到当前类和父类的所有有权限的方法(如：public)，而getDeclaredMethod能获取到当前类的所有成员方法(不包含父类)。

调用类方法代码：

method.invoke(方法实例对象, 方法参数值，多个参数值用","隔开);

method.invoke的第一个参数必须是类实例对象，如果调用的是static方法那么第一个参数值可以传null，因为在java中调用静态方法是不需要有类实例的，因为可以直接类名.方法名(参数)的方式调用。

method.invoke的第二个参数不是必须的，如果当前调用的方法没有参数，那么第二个参数可以不传，如果有参数那么就必须严格的依次传入对应的参数类型。

反射调用成员属性

Java反射不但可以获取类所有的成员变量名称，还可以无视权限修饰符实现修改对应的值。

获取当前类的所有成员变量：

Field fields = clazz.getDeclaredFields();

获取当前类的指定成员变量：

Field field  = clazz.getDeclaredField("变量名");

获取成员变量值：

Object obj = field.get(类实例对象);

修改成员变量值：

field.set(类实例对象, 修改后的值);

　　当我们没有修改的成员变量权限时可以使用: field.setAccessible(true)的方式修改为访问成员变量访问权限。

反射java.lang.Runtime

java.lang.Runtime因为有一个exec方法可以执行本地命令，所以在很多的payload中我们都能看到反射调用Runtime类来执行本地系统命令，通过学习如何反射Runtime类也能让我们理解反射的一些基础用法。

// 获取Runtime类对象
Class runtimeClass1 = Class.forName("java.lang.Runtime");

// 获取构造方法
Constructor constructor = runtimeClass1.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);

// 创建Runtime类示例，等价于 Runtime rt = new Runtime();
Object runtimeInstance = constructor.newInstance();

// 获取Runtime的exec(String cmd)方法
Method runtimeMethod = runtimeClass1.getMethod("exec", String.class);

// 调用exec方法，等价于 rt.exec(cmd);
Process process = (Process) runtimeMethod.invoke(runtimeInstance, cmd);

// 获取命令执行结果
InputStream in = process.getInputStream();

// 输出命令执行结果
System.out.println(IOUtils.toString(in, "UTF-8"));

反射调用Runtime实现本地命令执行的流程如下：

1. 反射获取Runtime类对象(Class.forName("java.lang.Runtime"))。
2. 使用Runtime类的Class对象获取Runtime类的无参数构造方法(getDeclaredConstructor())，因为Runtime的构造方法是private的我们无法直接调用，所以我们需要通过反射去修改方法的访问权限(constructor.setAccessible(true))。
3. 获取Runtime类的exec(String)方法(runtimeClass1.getMethod("exec", String.class);)。
4. 调用exec(String)方法(runtimeMethod.invoke(runtimeInstance, cmd))。