java15新特性-隐藏类HiddenClasses

隐藏类，是一种不能被其他类直接使用的类。Java 15 引入隐藏类主要针对的是库和框架的开发者，而不是直接面向普通 Java 应用程序开发者。它有如下几个特点：

  1. 不可见性：隐藏类对于 Java 的反射 API 是不可见的，这意味着它们不能通过正常的反射机制被发现或访问。但是，这并不是说，他们是完全不可见的，我们需要知道访问他们的“密码”，只要知道这个密码就可以访问他们。隐藏类与普通 Java 类的最大区别就是隐藏类并不是“广而告之”的，需要通过特殊的手段来找到他们。
  2. 不兼容性：隐藏类与普通的 Java 类不兼容，这意味着我们不能将一个隐藏类实例转换为任何非隐藏类，也不能将非隐藏类转换为隐藏类。
  3. 生命周期管理：隐藏类的生命周期可以由创建它们的框架或库更精细地控制。当它们不再被需要时，可以被卸载，这有助于资源管理和性能优化。

隐藏类不是通过常规的 Java 代码创建的，而是通过特定的 API 调用在运行时动态生成

应用

  • 创建一个普通的 Java 类
public class HiddenClasses {
 
    public void print() {
        System.out.println("hello，sike java!!!");
    }
}
  • 编译 Java 类
javac HiddenClasses.java

一旦类被编译成 .class 文件，我们就可以通过读取这个文件来获取其字节码

Path path = Paths.get("HiddenClasses.class");
// 字节码
byte[] bytes = Files.readAllBytes(path);
// 使用 base64 对其 Encode
System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(bytes));
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
  • 创建隐藏类并调用其方法
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        // 创建一个 Lookup 实例
        MethodHandles.Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
 
        // 将刚刚生成的 base64 解码
        byte[] classBytes = Base64.getDecoder().decode("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");
 
        // 定义隐藏类
        Class<?> hiddenClass = lookup.defineHiddenClass(classBytes, true, MethodHandles.Lookup.ClassOption.NESTMATE).lookupClass();
 
        // 创建隐藏类的实例
        Object hiddenClassInstance = hiddenClass.getConstructor().newInstance();
 
        // 获取 print 方法的 MethodHandle
        var printHandle = lookup.findVirtual(hiddenClass, "print", MethodType.methodType(void.class));
 
        // 调用 print 方法
        printHandle.invoke(hiddenClassInstance);
    }
}

整体就分为两个步骤：

  1. 生成字节码。可以使用 ASM 这样的类库来生成，也可以通过大明哥这种方式，这种方式的优点在于它非常直观。
  2. 反射调用方法。使用 Lookup 、 MethodHandles 和 MethodType 来创建隐藏类和调用方法。

我们需要注意的，隐藏类，是一个高级特性，主要用于库和框架的开发者，并不是面向普通的应用程序猿。而且，由于涉及到底层的字节码操作和类加载机制，所以在使用这一特性时，我们需要对 Java 的内部工作机制有深入的理解