通过反射更改私有最终字段

Question

class WithPrivateFinalField {
    private final String s = "I’m totally safe";
    public String toString() {
        return "s = " + s;
    }
}
WithPrivateFinalField pf = new WithPrivateFinalField();
System.out.println(pf);
Field f = pf.getClass().getDeclaredField("s");
f.setAccessible(true);
System.out.println("f.get(pf): " + f.get(pf));
f.set(pf, "No, you’re not!");
System.out.println(pf);
System.out.println(f.get(pf));

输出：

s = I’m totally safe
f.get(pf): I’m totally safe
s = I’m totally safe
No, you’re not!

为什么会这样，你能解释一下吗？第一个打印告诉我们私有“s”字段没有改变，正如我所料。但是，如果我们通过反射获得该字段，则第二个打印显示它已更新。

Answer 1

This answer 对这个主题非常详尽。

JLS 17.5.3 最终字段的后续修改

即便如此，也存在许多并发症。如果最终字段是 在字段声明中初始化为编译时常量， 可能不会观察到对最终字段的更改，因为使用 final 字段在编译时替换为编译时 常数。

但是，如果您仔细阅读上面的段落，您可能会找到一种解决方法（在构造函数中而不是在字段定义中设置 private final 字段）：

import java.lang.reflect.Field;


public class Test {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    WithPrivateFinalField pf = new WithPrivateFinalField();
    System.out.println(pf);
    Field f = pf.getClass().getDeclaredField("s");
    f.setAccessible(true);
    System.out.println("f.get(pf): " + f.get(pf));
    f.set(pf, "No, you’re not!");
    System.out.println(pf);
    System.out.println("f.get(pf): " + f.get(pf));
  }

  private class WithPrivateFinalField {
    private final String s;

    public WithPrivateFinalField() {
      this.s = "I’m totally safe";
    }
    public String toString() {
      return "s = " + s;
    }
  }

}

然后输出如下：

s = I’m totally safe
f.get(pf): I’m totally safe
s = No, you’re not!
f.get(pf): No, you’re not!

希望这会有所帮助。

Answer 2

这个

class WithPrivateFinalField {
    private final String s = "I’m totally safe";
    public String toString() {
        return "s = " + s;
    }  
} 

实际上是这样编译的：

class WithPrivateFinalField {
    private final String s = "I’m totally safe";
    public String toString() {
        return "s = I’m totally safe";
    }  
}

也就是说，编译时常量被内联。见this问题。避免内联的最简单方法是像这样声明String：

private final String s = "I’m totally safe".intern();

对于其他类型，一个简单的方法调用就可以解决问题：

private final int integerConstant = identity(42);
private static int identity(int number) {
    return number;
}

Answer 3

这是WithPrivateFinalField类文件的反编译（为了简单起见，我把它放在一个单独的类中）：

  WithPrivateFinalField();
     0  aload_0 [this]
     1  invokespecial java.lang.Object() [13]
     4  aload_0 [this]
     5  ldc <String "I’m totally safe"> [8]
     7  putfield WithPrivateFinalField.s : java.lang.String [15]
    10  return
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 2]
        [pc: 4, line: 3]
        [pc: 10, line: 2]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 11] local: this index: 0 type: WithPrivateFinalField

  // Method descriptor #22 ()Ljava/lang/String;
  // Stack: 1, Locals: 1
  public java.lang.String toString();
    0  ldc <String "s = I’m totally safe"> [23]
    2  areturn
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 6]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 3] local: this index: 0 type: WithPrivateFinalField

注意在toString()方法中，地址0处使用的常量[0 ldc <String "s = I’m totally safe"> [23]]表明编译器已经将字符串文字"s = "和私有final字段" I’m totally safe"预先连接在一起并存储起来。无论实例变量s如何变化，toString() 方法都将始终返回"s = I’m totally safe"。

Answer 4

作为final，编译器希望该值不会改变，因此它可能将字符串直接硬编码到您的toString 方法中。