使用Java反射更改私有静态最终字段

我有一个带有private static final字段的类，不幸的是，我需要在运行时进行更改。

使用反射我得到此错误： java.lang.IllegalAccessException: Can not set static final boolean field

有什么办法可以改变价值？

Field hack = WarpTransform2D.class.getDeclaredField("USE_HACK");
hack.setAccessible(true);
hack.set(null, true);

#1楼

Java语言规范第17章，第17.5.4节“写保护字段”：

通常，不得修改final和static字段。但是，System.in，System.out和System.err是静态的最终字段，由于遗留原因，必须允许使用System.setIn，System.setOut和System.setErr方法进行更改。我们称这些字段为写保护的，以区别于普通的最终字段。

来源： http : //docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html#jls-17.5.4

#2楼

我也将它与joor库集成在一起

只需使用

      Reflect.on(yourObject).set("finalFieldName", finalFieldValue);

我还解决了以前的解决方案似乎override问题。但是，只有在没有其他好的解决方案时，才应谨慎使用此功能。

#3楼

final字段的全部要点是，一旦设置，就不能重新分配它。 JVM使用此保证人在各个地方保持一致性（例如，内部类引用外部变量）。所以不行。这样做会破坏JVM！

解决方案是首先不要将其声明为final 。

#4楼

假设没有SecurityManager阻止您执行此操作，则可以使用setAccessible避开private并重置修饰符以摆脱final ，并实际上修改private static final字段。

这是一个例子：

import java.lang.reflect.*;public class EverythingIsTrue {static void setFinalStatic(Field field, Object newValue) throws Exception {field.setAccessible(true);Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");modifiersField.setAccessible(true);modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);field.set(null, newValue);}public static void main(String args[]) throws Exception {      setFinalStatic(Boolean.class.getField("FALSE"), true);System.out.format("Everything is %s", false); // "Everything is true"}
}

假设没有抛出SecurityException ，则上面的代码将显示"Everything is true" 。

实际执行的操作如下：

main中的原始boolean值true和false装箱以引用类型Boolean “ constants” Boolean.TRUE和Boolean.FALSE
反思是用来改变public static final Boolean.FALSE来指代Boolean被称为Boolean.TRUE
其结果是，随后每当false被autoboxed到Boolean.FALSE ，它指的是相同的Boolean作为一个由refered到Boolean.TRUE
现在所有"false"为"true"

注意事项

每当您执行此类操作时，都应格外小心。由于可能存在SecurityManager因此它可能不起作用，但是即使不起作用，根据使用模式的不同，它也可能起作用或不起作用。

JLS 17.5.3最终字段的后续修改

在某些情况下，例如反序列化，系统将需要在构造后更改对象的final字段。可以通过反射和其他依赖于实现的方式来更改final字段。具有合理语义的唯一模式是构造一个对象，然后更新该对象的final字段的模式。对象不应该是可见的其他线程，也不应final场被读，直到所有更新final目标领域是完整的。 final字段的冻结既发生在设置了final字段的构造函数的末尾，也发生在通过反射或其他特殊机制对final字段进行的每次修改之后。

即使这样，仍然存在许多并发症。如果final字段被初始化为在字段声明一个编译时间常数，改变到final字段可以不被观察到，因为该用途final场是在编译时与编译时间常数替代。

另一个问题是，该规范允许对final字段进行积极的优化。在线程内，可以使用在构造函数中不进行的对最终字段的修改来重新排序final字段的读取。

也可以看看

JLS 15.28常数表达式
- 此技术不太可能与原始的private static final boolean ，因为它可以作为编译时常量内联，因此“ new”值可能无法观察到

附录：关于按位操作

实质上，

field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL

关闭field.getModifiers()与Modifier.FINAL对应的位。 &是按位与，而~是按位补码。

也可以看看

维基百科/按位操作

记住常数表达式

仍然无法解决这个问题吗？像我一样，陷入了抑郁吗？您的代码看起来像这样吗？

public class A {private final String myVar = "Some Value";
}

阅读有关此答案的注释，特别是@Pshemo的注释，它使我想起了常量表达式的处理方式不同，因此将无法对其进行修改。因此，您需要将代码更改为如下所示：

public class A {private final String myVar;private A() {myVar = "Some Value";}
}

如果您不是课程的所有者，我会感觉到您！

有关为什么此行为的更多详细信息，请阅读此内容？

#5楼

如果在编译时知道分配给static final boolean字段的值，则它是一个常数。 原始类型或String类型的字段可以是编译时常量。在引用该字段的任何代码中都将内联一个常量。由于在运行时实际上并未读取该字段，因此对其进行更改将无效。

Java语言规范说：

如果字段是常量变量（第4.12.4节），则删除关键字final或更改其值不会导致不运行而破坏与现有二进制文件的兼容性，但它们不会看到任何新的用法值除非重新编译它们。 即使用法本身不是编译时常量表达式（第15.28节），也是如此。

这是一个例子：

class Flag {static final boolean FLAG = true;
}class Checker {public static void main(String... argv) {System.out.println(Flag.FLAG);}
}

如果您对Checker反编译，则会看到它没有引用Flag.FLAG ，而是简单地将值1（ true ）压入堆栈（指令3）。

0:   getstatic       #2; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3:   iconst_1
4:   invokevirtual   #3; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
7:   return

#6楼

只是在面试问题中看到了一个问题，如果可能的话，可以通过反射或在运行时更改最终变量。真的很感兴趣，所以我开始变得：

 /*** @author Dmitrijs Lobanovskis* @since 03/03/2016.*/
public class SomeClass {private final String str;SomeClass(){this.str = "This is the string that never changes!";}public String getStr() {return str;}@Overridepublic String toString() {return "Class name: " + getClass() + " Value: " + getStr();}
}

一些带有最终String变量的简单类。因此，在主类中导入java.lang.reflect.Field;。

/*** @author Dmitrijs Lobanovskis* @since 03/03/2016.*/
public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception{SomeClass someClass = new SomeClass();System.out.println(someClass);Field field = someClass.getClass().getDeclaredField("str");field.setAccessible(true);field.set(someClass, "There you are");System.out.println(someClass);}
}

输出将如下所示：

Class name: class SomeClass Value: This is the string that never changes!
Class name: class SomeClass Value: There you areProcess finished with exit code 0

根据文档https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/member/fieldValues.html

#7楼

如果存在安全管理器，则可以使用AccessController.doPrivileged

从上面接受的答案中拿相同的例子：

import java.lang.reflect.*;public class EverythingIsTrue {static void setFinalStatic(Field field, Object newValue) throws Exception {field.setAccessible(true);Field modifiersField = Field.class.getDeclaredField("modifiers");// wrapping setAccessible AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {@Overridepublic Object run() {modifiersField.setAccessible(true);return null;}});modifiersField.setInt(field, field.getModifiers() & ~Modifier.FINAL);field.set(null, newValue);}public static void main(String args[]) throws Exception {      setFinalStatic(Boolean.class.getField("FALSE"), true);System.out.format("Everything is %s", false); // "Everything is true"}
}

在lambda表达式中， AccessController.doPrivileged可以简化为：

AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction) () -> {modifiersField.setAccessible(true);return null;
});

#8楼

在将其部署到JDK 1.8u91上之前，可接受的答案一直对我有用。然后我意识到它在field.set(null, newValue);失败了field.set(null, newValue); 在调用setFinalStatic方法之前通过反射读取值的setFinalStatic 。

也许读引起的Java反射内部有些不同设置（即sun.reflect.UnsafeQualifiedStaticObjectFieldAccessorImpl中，而不是失败的情况下sun.reflect.UnsafeStaticObjectFieldAccessorImpl在成功的情况下），但我并没有进一步阐述它。

由于我需要根据旧值临时设置新值，然后再将旧值重新设置，因此我做了一点点改动以在外部提供计算功能，并返回旧值：

public static <T> T assignFinalField(Object object, Class<?> clazz, String fieldName, UnaryOperator<T> newValueFunction) {Field f = null, ff = null;try {f = clazz.getDeclaredField(fieldName);final int oldM = f.getModifiers();final int newM = oldM & ~Modifier.FINAL;ff = Field.class.getDeclaredField("modifiers");ff.setAccessible(true);ff.setInt(f,newM);f.setAccessible(true);T result = (T)f.get(object);T newValue = newValueFunction.apply(result);f.set(object,newValue);ff.setInt(f,oldM);return result;} ...

但是，对于一般情况，这还不够。

#9楼

除了排名靠前的答案，您还可以使用一些简单的方法。 Apache commons FieldUtils类已经具有可以执行此操作的特定方法。请看看FieldUtils.removeFinalModifier方法。您应该指定目标字段实例和可访问性强制标志（如果您使用非公共字段）。您可以在此处找到更多信息。

#10楼

如果您的字段只是私有的，则可以执行以下操作：

MyClass myClass= new MyClass();
Field aField= myClass.getClass().getDeclaredField("someField");
aField.setAccessible(true);
aField.set(myClass, "newValueForAString");

并抛出/处理NoSuchFieldException

#11楼

即使是final字段，也可以在静态初始化程序之外修改字段，并且（至少JVM HotSpot）可以完美执行字节码。

问题是Java编译器不允许这样做，但是可以使用objectweb.asm轻松绕过objectweb.asm 。这是通过字节码验证并在JVM HotSpot OpenJDK12下成功加载和初始化的完全有效的类文件：

ClassWriter cw = new ClassWriter(0);
cw.visit(Opcodes.V1_8, Opcodes.ACC_PUBLIC, "Cl", null, "java/lang/Object", null);
{FieldVisitor fv = cw.visitField(Opcodes.ACC_PRIVATE | Opcodes.ACC_STATIC | Opcodes.ACC_FINAL, "fld", "I", null, null);fv.visitEnd();
}
{// public void setFinalField1() { //... }MethodVisitor mv = cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC | Opcodes.ACC_STATIC, "setFinalField1", "()V", null, null);mv.visitMaxs(2, 1);mv.visitInsn(Opcodes.ICONST_5);mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC, "Cl", "fld", "I");mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);mv.visitEnd();
}
{// public void setFinalField2() { //... }MethodVisitor mv = cw.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC | Opcodes.ACC_STATIC, "setFinalField2", "()V", null, null);mv.visitMaxs(2, 1);mv.visitInsn(Opcodes.ICONST_2);mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTSTATIC, "Cl", "fld", "I");mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);mv.visitEnd();
}
cw.visitEnd();

在Java中，该类看起来大致如下：

public class Cl{private static final int fld;public static void setFinalField1(){fld = 5;}public static void setFinalField2(){fld = 2;}
}

不能使用javac进行编译，但是可以由JVM加载和执行。

JVM HotSpot对此类有特殊的对待，因为它可以防止此类“常量”参与常量折叠。该检查是在类初始化的字节码重写阶段完成的：

// Check if any final field of the class given as parameter is modified
// outside of initializer methods of the class. Fields that are modified
// are marked with a flag. For marked fields, the compilers do not perform
// constant folding (as the field can be changed after initialization).
//
// The check is performed after verification and only if verification has
// succeeded. Therefore, the class is guaranteed to be well-formed.
InstanceKlass* klass = method->method_holder();
u2 bc_index = Bytes::get_Java_u2(bcp + prefix_length + 1);
constantPoolHandle cp(method->constants());
Symbol* ref_class_name = cp->klass_name_at(cp->klass_ref_index_at(bc_index));
if (klass->name() == ref_class_name) {Symbol* field_name = cp->name_ref_at(bc_index);Symbol* field_sig = cp->signature_ref_at(bc_index);fieldDescriptor fd;if (klass->find_field(field_name, field_sig, &fd) != NULL) {if (fd.access_flags().is_final()) {if (fd.access_flags().is_static()) {if (!method->is_static_initializer()) {fd.set_has_initialized_final_update(true);}} else {if (!method->is_object_initializer()) {fd.set_has_initialized_final_update(true);}}}}}
}

唯一的限制是JVM HotSpot的检查是在final领域不应该修改的是外部类final场在声明。