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拼夕夕三轮面经:被问到反射的bug,你中招了吗?

拼夕夕三轮面经:被问到反射的bug,你中招了吗?

作者: 熬夜不加班 | 来源:发表于2021-07-02 15:49 被阅读0次

    拼夕夕三轮面经:被问到反射的bug,你中招了吗?

    看到题目,很多初级开发同学就慌了,我天天 crud,何时用过反射呀?而且它居然还有 bug 的吗?

    其实不然,反射在我们日常开发中一直陪伴着我们,如果我们一点不重视反射的使用,就会不自觉地写出很多无法理解的 bug。今天我们就来看看增删改查是如何遇到反射bug的!

    1 当反射遇见重载

    重载level方法,入参分别是intInteger

    image.png

    若不使用反射,选用哪个重载方法很清晰,比如:

    • 传入666就走int参数重载
    • 传入Integer.valueOf(“666”)走Integer重载

    那反射调用方法也是根据入参类型确定使用哪个重载方法吗? 使用getDeclaredMethod获取 grade方法,然后传入Integer.valueOf(“36”)

    image.png

    结果是:

    image.png

    因为反射进行方法调用是通过

    方法签名

    来确定方法。本例的getDeclaredMethod传入的参数类型Integer.TYPE其实代表int。

    image.png

    所以不管传包装类型还是基本类型,最终都是调用int入参重载方法。

    将Integer.TYPE改为Integer.class,则实际执行的参数类型就是Integer了。且无论传包装类型还是基本类型,最终都调用Integer入参重载方法。

    综上,反射调用方法,是以反射获取方法时传入的方法名和参数类型来确定调用的方法。

    2 泛型的类型擦除

    泛型允许SE使用类型参数替代精确类型,实例化时再指明具体类型。利于代码复用,将一套代码应用到多种数据类型。

    泛型的类型检测,可以在编译时检查很多泛型编码错误。但由于历史兼容性而妥协的泛型类型擦除方案,在运行时还有很多坑。

    案例

    现在期望在类的字段内容变动时记录日志,于是SE想到定义一个泛型父类,并在父类中定义一个统一的日志记录方法,子类可继承该方法。上线后总有日志重复记录。

    • 父类
    image.png
    • 子类1
    image.png
    • 通过反射调用子类方法:
    image.png

    虽Base.value正确设置为了JavaEdge,但父类setValue调用了两次,计数器显示2


    image.png

    两次调用Base.setValue,是因为getMethods找到了两个setValue:

    image.png image.png

    子类重写父类方法失败原因

    • 子类未指定String泛型参数,父类的泛型方法setValue(T value)泛型擦除后是setValue(Object value),于是子类入参String的setValue被当作新方法
    • 子类的setValue未加@Override注解,编译器未能检测到重写失败
    image.png

    有的同学会认为是因为反射API使用错误导致而非重写失败:

    • getMethods

    得到当前类和父类的所有public方法

    • getDeclaredMethods

    获得当前类所有的public、protected、package和private方法

    于是用getDeclaredMethods替换getMethods:

    image.png image.png

    虽然这样做可以规避重复记录日志,但未解决子类重写父类方法失败的问题

    • 使用Sub1时还是会发现有两个setValue
    image.png

    于是,终于明白还得重新实现Sub2,继承Base时将String作为泛型T类型,并使用 @Override 注解 setValue

    image.png
    • 但还是出现重复日志
    image.png

    Sub2的setValue竟然调用了两次,难道是JDK反射有Bug!getDeclaredMethods查找到的方法肯定来自Sub2;而且Sub2看起来也就一个setValue,怎么会重复?

    调试发现,Child2类其实有俩setValue:入参分别是String、Object。


    image.png

    这就是因为泛型类型擦除

    反射下的泛型擦除“天坑”

    Java泛型类型在编译后被擦除为Object。子类虽指定父类泛型T类型是String,但编译后T会被擦除成为Object,所以父类setValue入参是Object,value也是Object。 若Sub2.setValue想重写父类,那入参也须为Object。所以,编译器会为我们生成一个桥接方法。 Sub2类的class字节码:

    ➜  genericandinheritance git:(master) ✗ javap -c Sub2.class
    Compiled from "GenericAndInheritanceApplication.java"
    class com.javaedge.oop.genericandinheritance.Sub2 extends com.javaedge.oop.genericandinheritance.Base<java.lang.String> {
      com.javaedge.oop.genericandinheritance.Sub2();
        Code:
           0: aload_0
           1: invokespecial #1                  // Method com/javaedge/oop/genericandinheritance/Base."<init>":()V
           4: return
    
      public void setValue(java.lang.String);
        Code:
           0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
           3: ldc           #3                  // String call Sub2.setValue
           5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
           8: aload_0
           9: aload_1
          10: invokespecial #5                  // Method com/javaedge/oop/genericandinheritance/Base.setValue:(Ljava/lang/Object;)V
          13: return
    
      public void setValue(java.lang.Object);
        Code:
           0: aload_0
           1: aload_1
           2: checkcast     #6                  // class java/lang/String
           // 入参为Object的setValue在内部调用了入参为String的setValue方法
           5: invokevirtual #7                  // Method setValue:(Ljava/lang/String;)V
           8: return
    }
    
    

    若编译器未帮我们实现该桥接方法,则Sub2重写的是父类泛型类型擦除后、入参是Object的setValue。这两个方法的参数,一个String一个Object,显然不符Java重写。

    入参为Object的桥接方法上标记了public synthetic bridge:

    • synthetic代表由编译器生成的不可见代码
    • bridge代表这是泛型类型擦除后生成的桥接代码
    image.png

    修正

    知道了桥接方法的存在,现在就该知道如何修正代码了。

    • 通过getDeclaredMethods获取所有方法后,还得加上非isBridge这个过滤条件:
    image.png
    • 结果
    image.png

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