似乎 Javassist 的 API 允许我们创建类中声明的类初始值设定项(即静态构造函数)的精确副本:
CtClass cc = ...;
CtConstructor staticConstructor = cc.getClassInitializer();
if (staticConstructor != null) {
CtConstructor staticConstructorClone = new CtConstructor(staticConstructor, cc, null);
staticConstructorClone.getMethodInfo().setName(__NEW_NAME__);
staticConstructorClone.setModifiers(Modifier.PUBLIC | Modifier.STATIC);
cc.addConstructor(staticConstructorClone);
}
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但是,该副本还包括(公共/私有)静态最终字段。例如,以下类的静态构造函数:
public class Example {
public static final Example ex1 = new Example("__EX_1__");
private String name;
private Example(String name) {
this.name = name;
}
}
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实际上是:
static {
Example.ex1 = "__NAME__";
}
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因此,静态构造函数的精确副本也将包括对最终字段“名称”的调用。
有没有办法创建不包括对 final 字段的调用的静态构造函数的副本?
- 谢谢
作为您的驱动器重置类的静态状态但删除最终字段,关键是ExprEditor类。此类基本上允许您使用 Javassist 的高级 API 轻松转换某些操作,而不必费心处理所有字节码。
即使我们将在高级 API 中完成所有这些工作,我仍然会转储一些字节码,以便我们也可以看到该级别的更改。
让我们抓住你的 Example 类,但有一个转折:
public class Example {
public static final Example ex1 = new Example("__EX_1__");
public static String DEFAULT_NAME = "Paulo"; // <-- change 1
private String name;
static {
System.out.println("Class inited"); // <-- change 2
}
public Example(String name) {
this.name = name;
}
}
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我添加了一个非最终的静态字段,所以我们可以更改它,我们应该能够重置它。我还添加了一个带有一些代码的静态块,在这种情况下它只是一个 System.out 但请记住,其他类可能有不打算多次运行的代码,您可能会发现自己调试奇怪的行为(但我我相信你可能知道这一点)。
为了测试我们的修改,我还使用以下代码创建了一个测试类:
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
System.out.println(Example.DEFAULT_NAME);
Example.DEFAULT_NAME = "Jose";
System.out.println(Example.DEFAULT_NAME);
try {
reset();
} catch (Throwable t) {
System.out.println("Problems calling reset, maybe not injected?");
}
System.out.println(Example.DEFAULT_NAME);
}
private static void reset() throws Throwable {
Method declaredMethod = Example.class.getDeclaredMethod("__NEW_NAME__", new Class[] {});
declaredMethod.invoke(null, new Object[] {});
}
}
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如果我们开箱即用地运行这个类,我们会得到以下输出:
Class inited
Paulo
Jose
Problems calling reset, maybe not injected?
Jose
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的主要目标是再次让这个打印圣保罗(是的,有时我能太以自我为中心,我知道:P)
我们必须问自己的第一个问题是静态初始化器中发生了什么?为此,我们将使用 javap 使用以下命令获取 Example 的类字节码:
javap -c -l -v -p Example.class
如果您不习惯开关,请快速记下它们。
初始化程序的代码是(我剪掉了其他所有内容):
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=0, args_size=0
0: new #1 // class test7/Example
3: dup
4: ldc #13 // String __EX_1__
6: invokespecial #15 // Method "<init>":(Ljava/lang/String;)V
9: putstatic #19 // Field ex1:Ltest7/Example;
12: ldc #21 // String Paulo
14: putstatic #23 // Field DEFAULT_NAME:Ljava/lang/String;
17: getstatic #25 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
20: ldc #31 // String Class inited
22: invokevirtual #33 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
25: return
LineNumberTable:
line 4: 0
line 5: 12
line 10: 17
line 11: 25
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
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查看此代码,我们看到我们的目标是堆栈帧 9,其中 aputstatic已完成到我们实际上知道是 final 的字段 ex1 中,我们只对更改对这些字段的写入感兴趣,仍然应该进行读取。
所以现在让我们在编码时运行注入器并再次检查字节码。下面是NEW_NAME () 方法字节码:
public static void __NEW_NAME__();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=0, args_size=0
0: new #1 // class test7/Example
3: dup
4: ldc #13 // String __EX_1__
6: invokespecial #15 // Method "<init>":(Ljava/lang/String;)V
9: putstatic #19 // Field ex1:Ltest7/Example;
12: ldc #21 // String Paulo
14: putstatic #23 // Field DEFAULT_NAME:Ljava/lang/String;
17: getstatic #25 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
20: ldc #31 // String Class inited
22: invokevirtual #33 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
25: return
LineNumberTable:
line 4: 0
line 5: 12
line 10: 17
line 11: 25
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
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正如预期的那样,Stackframe 9 仍然存在。
好奇心:您是否知道字节码验证器不会检查有关 final 关键字的非法赋值。这意味着您已经可以在没有“问题”的情况下运行此方法,对吗?我说“问题”是因为如果您希望最终变量具有某种永久状态,那么您会遇到很多麻烦:)
好的,但回到正轨,让我们最终重写你的注入器来做你想做的事。这是我修改后的代码:
public class Injector {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
CtClass cc = ClassPool.getDefault().get(Example.class.getName());
CtConstructor staticConstructor = cc.getClassInitializer();
if (staticConstructor != null) {
CtConstructor staticConstructorClone = new CtConstructor(staticConstructor, cc, null);
staticConstructorClone.getMethodInfo().setName("__NEW_NAME__");
staticConstructorClone.setModifiers(Modifier.PUBLIC | Modifier.STATIC);
cc.addConstructor(staticConstructorClone);
// Here's the trick :-)
staticConstructorClone.instrument(new ExprEditor() {
@Override
public void edit(FieldAccess f) throws CannotCompileException {
try {
if (f.isStatic() && f.isWriter() && Modifier.isFinal(f.getField().getModifiers())) {
System.out.println("Found field");
f.replace("{ }");
}
} catch (NotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
});
cc.writeFile("...);
}
}
}
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我们已经克隆了静态构造函数,我们经过仪器用了ExprEditor该编辑字段访问。因此,每当我们发现一个字段访问是对静态字段的写入并且修饰符是 final 时,我们将代码替换为“{}”,这基本上意味着“什么都不做”。
当运行新的注入器并检查字节码时,我们得到以下信息:
public static void __NEW_NAME__();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=3, locals=2, args_size=0
0: new #1 // class test7/Example
3: dup
4: ldc #13 // String __EX_1__
6: invokespecial #15 // Method "<init>":(Ljava/lang/String;)V
9: astore_1
10: aconst_null
11: astore_0
12: ldc #21 // String Paulo
14: putstatic #23 // Field DEFAULT_NAME:Ljava/lang/String;
17: getstatic #25 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
20: ldc #31 // String Class inited
22: invokevirtual #33 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
25: return
LineNumberTable:
line 4: 0
line 5: 12
line 10: 17
line 11: 25
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
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如您所见,stackframe 9 不再是 putstatic 而是 astore_1,实际上 javassist 注入了 3 个新的 stackframe,从 9 到 11:
9: astore_1
10: aconst_null
11: astore_0
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现在,如果我们再次运行 Test 类,我们会得到以下输出:
Class inited
Paulo
Jose
Class inited
Paulo
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请记住,即使在这种沙盒场景中一切正常,但在现实世界中执行这种魔法时,可能会因意外情况而适得其反……您很可能需要创建一个更智能的 ExprEditor 来处理更多场景,但你的基点将是这个。
如果您实际上可以实现 resetState() 方法,那将是一个更好的选择,但我很确定您可能无法做到,这就是您正在研究字节码解决方案的原因。
很抱歉这篇长文章,但我想引导你完成我所有的思考过程。希望你觉得它有帮助。
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