JAVA 反射机制

前言：记录的文章全是个人的小理解加上Javasec中的大部分内容，这是做学习笔记

概念

反射的作用：实现任何类的成员方法(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（Instance）、调用任意的类方法、修改任意的类成员变量值等

比如之前笔记中的Unsafe，来获取这个对象的时候就用了两种方法，就是通过构造方法和获取属性这两种方法来获取该对象的实例

首先要知道的通过java反射获取到的其实都是对应的类型的Class实例对象，之前也讲到了类的初始化需要ClassLoader对象，这个返回的也是一个对应类型的Class实例对象！

个人理解：java反射应该就是在ClassLoader中加载实现的吧。。。。

获取Class对象

之前讲了一种方法了，就是通过ClassLoader类中的loadClass方法来进行加载，然后返回的一个Class实例对象，比如classLoader.loadClass("com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld");

还有两种其他的方法：

类名.class // 如:com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld.class // 触发类中的static静态代码块
Class.forName("com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld") // 小提醒，之前写到说这个会触发类中的static静态代码块

如果是获取Class数组的话方式就有点不一样，自己也第一次学，这里就是关于Java类型的描述符方式（泛型自己也不太懂，有时候得学习）

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

那么比如要加载一个Runtime类的实例就有三种方法：

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

小知识点： 反射调用内部类的时候需要使用$来代替.,如com.anbai.Test类有一个叫做Hello的内部类，那么调用的时候就应该将类名写成：com.anbai.Test$Hello，然后到时候获取的时候就比如Class runtimeClass1 =Class.forName("com.anbai.Test$Hello")

继续讲如果通过反射来实现Runtime类的exec方法的调用，如下代码即可实现：

public class Runcmd {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, IOException {
        String className = "java.lang.Runtime";
        Class  runtimeClass1 = Class.forName(className);
        Class  runtimeClass2 = java.lang.Runtime.class;
        Class  runtimeClass3 = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass(className);

        Constructor runtimeConstructor =  runtimeClass1.getDeclaredConstructor();
        runtimeConstructor.setAccessible(true);
        Runtime runtime = (Runtime) runtimeConstructor.newInstance();
        Method ExecMethod = runtimeClass1.getMethod("exec", String.class);
        String cmd = "whoami";
        Process p = (Process) ExecMethod.invoke(runtime, cmd);

        InputStream in =  p.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); //获取字节输出流
        byte[]                b    = new byte[1024];
        int                   a    = -1;

        // 读取命令执行结果
        while ((a = in.read(b)) != -1) { // in读取出来的数据都放到a(这个a是读取到的长度大小，类型为int)中，在写入到baos中
            baos.write(b, 0, a); // write方法，流没有自己去学习过，个人理解应该是用一个输出流来接受，写进去的时候就是写进b数组中，
            // 偏移 0就是从开头开始，每次写的长度就是a
        }

        // 输出命令执行结果
        System.out.println(baos.toString());
    }
}

反射获取一个类中的方法

这里只把这个挑出来讲，因为其实原理都是类似的，并且只有在学习这个的时候自己也遇到了点坑，所以也把它拿出来

自己写一个Person类，如下：

public class Person {
    private static String name;
    public Person(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String aName){
        name = aName;
    }

    public static void setStaticName(String aName){
        name = aName;
    }

    public static String getStatiName(){
        return name;

    }
}

这里要实现获取getName方法，需要注意的是自己定义了1个static name的属性，2个返回name属性的方法，但是一个是静态一个不是静态，还有2个是设置name的方法，这个方法需要传一个参数，也是一个静态一个不是静态

这里开始反射方法的学习，如下代码显示，可以看到反射了两个方法，一个方法是静态的一个不是静态的，并且调用方法的时候第一个参数一个是Person的实例，一个为null，这里就说了自己的一个坑！

总结如下：

1、如果底层方法是静态的，则指定的obj参数将被忽略。 它可能为null

2、如果底层方法所需的形式参数的数量为0，则提供的args数组的长度为0或为空。

3、如果底层方法是一个实例方法，它将使用动态方法查找来调用（根据你的参数判断来调用不同的方法）

4、如果底层方法是静态的，则如果尚未初始化该方法，那么声明该方法的类将被初始化

public class PeronTest {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {

        Class Pclass = Person.class;

        Constructor pConstruct = Pclass.getDeclaredConstructor();

        Object person = (Person)pConstruct.newInstance();

        Method setNameMethod = Pclass.getMethod("setName", String.class);
        setNameMethod.invoke(person, "not static setName");
        System.out.println(Person.name);
        
        Method setStaticNameMethod = Pclass.getMethod("setStaticName", String.class);
        setStaticNameMethod.invoke(null, "static setName");
        System.out.println(Person.name);
    }
}

来一个javasec的总结：

Java反射机制是Java动态性中最为重要的体现，利用反射机制我们可以轻松的实现Java类的动态调用。Java的大部分框架都是采用了反射机制来实现的(如:Spring MVC、ORM框架等)，Java反射在编写漏洞利用代码、代码审计、绕过RASP方法限制等中起到了至关重要的作用。