获取Java匿名内部类持有的外部类对象

熟悉Java的应该都知道,Java匿名内部类会隐式持有一个外部类对象。所以在匿名内部类里可以调用外部类各个方法。

public interface Callback {
    void callback(String s);
}
public class Main {

    private String mName;

    public Main(String name) {
        mName = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main("Main");
        main.test();
    }

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {

            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        callback.callback("");
    }

    private String getName() {
        return mName;
    }
}

这段代码很简单,new出来的Callback内部可以调用外部Main的getName方法。持有的外部对象是Java自动完成的,不需要自己手动处理。
最近遇到一个特殊的需求,可以拿到一个匿名内部类,然后要获取他持有的外部类对象。需求有点怪,抛开奇怪本身,作为技术层面问题,思考下如何拿到外部类对象?
既然匿名内部类持有了外部类对象,怎么持有?猜测匿名内部类肯定有个隐藏的属性。那先把匿名内部类持有的所有属性打印出来。把test方法改造成下面代码:

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {
            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        callback.callback("");
        Class clazz = callback.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());
            try {
                System.out.println(field.get(callback));
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

控制台输出了:

Main
this$0
com.aesean.clazz.Main@330bedb4

Main是Callback输出的,很显然,这里的this$0就是外部类对象的属性名。这下简单了,如果要获取一个匿名内部类持有的外部类对象,我们反射属性this$0不就可以了。

       try {
            Field this$0Field = clazz.getDeclaredField("this$0");
            System.out.println("反射this$0 = "+this$0Field.get(callback));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

test方法最后加上上面代码,运行下控制台输出:

Main
this$0
com.aesean.clazz.Main@330bedb4
反射this$0 = com.aesean.clazz.Main@330bedb4

很显然我们反射拿到了外部类对象。但是这里有个问题,这里this$0并不是特殊名字,如果匿名内部类本来就有个属性名字叫this$0怎么办?

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {
            String this$0 = "callback_this0";

            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        callback.callback("");
        Class clazz = callback.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());
            try {
                System.out.println(field.get(callback));
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        try {
            Field this$0Field = clazz.getDeclaredField("this$0");
            System.out.println("反射this$0 = "+this$0Field.get(callback));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

代码改成上面的样子,再运行看下输出。

Main
this$0
callback_this0
this$0$
com.aesean.clazz.Main@330bedb4
反射this$0 = callback_this0

问题出现了,反射this$0拿到的是我们自己新建的String。而Fields那里多了一个新对象this$0$,很显然它是我们的外部类对象。那是不是意味着外部类对象会优先以this$0属性名存在,如果相同名字存在就多加一个$符号用来区分?

            String this$0 = "callback_this0";
            String this$0$ = "callback_this0$";
            String this$0$$ = "callback_this0$$";

多加几个属性,控制台输出:

Main
this$0
callback_this0
this$0$
callback_this0$
this$0$$
callback_this0$$
this$0$$$
com.aesean.clazz.Main@330bedb4
反射this$0 = callback_this0

似乎还真是这样,那我们是不是可以通过拿最多$符号的对象当成是外部类对象呢?也不行。

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {
            String this$0 = "callback_this0";
//            String this$0$ = "callback_this0$";
            String this$0$$ = "callback_this0$$";

            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        callback.callback("");
        Class clazz = callback.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName());
            try {
                System.out.println(field.get(callback));
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        try {
            Field this$0Field = clazz.getDeclaredField("this$0");
            System.out.println("反射this$0 = "+this$0Field.get(callback));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

注释掉属性this$0$,看下输出:

Main
this$0
callback_this0
this$0$$
callback_this0$$
this$0$
com.aesean.clazz.Main@330bedb4
反射this$0 = callback_this0

很显然这时候this$0$变成了外部类对象。单纯通过名字是不可能完全正确判断的,那怎么办?
熟悉反射的应该都知道,Class或者Field都有一个getModifiers();方法。modifier是Class或者Field的修饰符,记录了Class和Field的一些特性。另外还有一个Modifier类,提供了一些静态方法帮助判断Class和Field的一些特性。
我们再把test方法改造下。

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {
            String this$0 = "callback_this0";
            //            String this$0$ = "callback_this0$";
            String this$0$$ = "callback_this0$$";

            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        callback.callback("");
        Class clazz = callback.getClass();
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            try {
                System.out.println(field.getName() + " + " + field.get(callback) + " + " + Integer.toHexString(field.getModifiers()));
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        try {
            Field this$0Field = clazz.getDeclaredField("this$0");
            System.out.println("反射this$0 = " + this$0Field.get(callback));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

控制台输出

Main
this$0 + callback_this0 + 0
this$0$$ + callback_this0$$ + 0
this$0$ + com.aesean.clazz.Main@330bedb4 + 1010
反射this$0 = callback_this0

匿名内部类的modifier数值十六进制表示是1010,我们去Modifier类去对照下。

    public static final int FINAL = 0x00000010;
    ......
    static final int SYNTHETIC = 0x00001000;

很显然这里的1010表示FINAL+SYNTHETIC. SYNTHETIC中文意思就是合成的,其实就是表示Field或者Class是编译器自动生成的意思。那这下简单了。我们去反射this$0对象,然后判断modifier是否为0x1010,如果是可以认为它就是外部类对象,如果不是那我们继续反射this$0$,以此类推。整理成代码就是下面这样:

public class Main {

    private String mName;

    public Main2(String name) {
        mName = name;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main2 main = new Main2("Main");
        main.test();
    }

    private void test() {
        Callback callback = new Callback() {
            String this$0 = "callback_this0";
            // String this$0$ = "callback_this0$";
            String this$0$$ = "callback_this0$$";

            @Override
            public void callback(String s) {
                System.out.println(getName());
            }
        };
        try {
            System.out.println("获取外部类对象:" + getExternalClass(callback));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(callback.getClass().getName() + "不是一个匿名内部类,或者该匿名内部类没有持有外部类对象。", e);
        }
    }

    private String getName() {
        return mName;
    }

    private static final int SYNTHETIC = 0x00001000;
    private static final int FINAL = 0x00000010;
    private static final int SYNTHETIC_AND_FINAL = SYNTHETIC | FINAL;

    private static boolean checkModifier(int mod) {
        return (mod & SYNTHETIC_AND_FINAL) == SYNTHETIC_AND_FINAL;
    }

    public static Object getExternalClass(Object target) throws NoSuchFieldException {
        return getField(target, null, null);
    }

    private static Object getField(Object target, String name, Class classCache) throws NoSuchFieldException {
        if (classCache == null) {
            classCache = target.getClass();
        }
        if (name == null || name.isEmpty()) {
            name = "this$0";
        }
        Field field = classCache.getDeclaredField(name);
        field.setAccessible(true);
        if (checkModifier(field.getModifiers())) {
            try {
                return field.get(target);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        return getField(target, name + "$", classCache);
    }
}

运行输出:

获取外部类对象:com.aesean.clazz.Main@330bedb4

最终结果没有受到类似名字属性的干扰成功拿到了外部类对象。

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