final修饰的变量能否被反射所修改

createh51周前 (04-27)技术教程10

首先我们先研究下String,在java中String表示为不可变字符串,那么普通的String的值能否被修改呢?

import java.lang.reflect.Field;
 
public class FinalTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "ABCD";
        System.out.println("str = " + str);
        System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        try {
            Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
            //value域是final private的,这里设置可访问
            valueField.setAccessible(true);
            char[] valueCharArr = (char[]) valueField.get(str);
            valueCharArr[0] = 'G';
            //此处输出第一组结果
            System.out.println("str = " + str);
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
            valueField.set(str, new char[] {'1', '2'});
            //此处输出第二组结果
            System.out.println("str = " + str);
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        } catch (NoSuchFieldException | SecurityException
                | IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果:

由此可见,尽管String是不可变的,不可变说的是String一旦被创建,你就无法修改它的值了,在内存里面它始终是那个样子,因为String的源码里面,成员变量全部都被private修饰,而且没有提供任何修改其值的方法,大家有兴趣可以去看看String的源码。

但是我们可以使用其他的方式,也就是反射修改它的属性值,在上面的代码里面,我们清楚的看到,String的值是可以修改的,但是这不能说明String是可变的,因为我们value属性存储的是一个指向char[]的引用,我们可以改变这个对象的值,但是你永远无法修改这个引用的地址。

但是,如果我们给这个String加上final呢,结果会怎么样?

public class FinalTest {
    public static void main(String[] args) {
        final String str = "ABCD";
        System.out.println("str = " + str);
        System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        try {
            Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
            //value域是final private的,这里设置可访问
            valueField.setAccessible(true);
            char[] valueCharArr = (char[]) valueField.get(str);
            valueCharArr[0] = 'G';
            //此处输出第一组结果
            System.out.println("str = " + str);
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
            valueField.set(str, new char[] {'1', '2'});
            //此处输出第二组结果
            System.out.println("str = " + str);
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        } catch (NoSuchFieldException | SecurityException
                | IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结果:

我们发现,为什么值又无法改变,反射难道失效了吗?

那我们将String的输出方式改成调用toString()后看看:

import java.lang.reflect.Field;
 
public class FinalTest {
    public static void main(String[] args) {
        final String str = "ABCD";
        System.out.println("str = " + str.toString());
        System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        try {
            Field valueField = String.class.getDeclaredField("value");
            //value域是final private的,这里设置可访问
            valueField.setAccessible(true);
            char[] valueCharArr = (char[]) valueField.get(str);
            valueCharArr[0] = 'G';
            //此处输出第一组结果
            System.out.println("str = " + str.toString());
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
            valueField.set(str, new char[] {'1', '2'});
            //此处输出第二组结果
            System.out.println("str = " + str.toString());
            System.out.println("hashCode = " + str.hashCode());
        } catch (NoSuchFieldException | SecurityException
                | IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

貌似值又被改了,那么原因是什么呢?

原来,如果你使用final修饰基本数据类型的数据和String的时候,只要赋值的时候右边是常量表达式,就会进行编译器的优化,在你进行打印的时候,会将

System.out.println("str = " + str);

这一句直接编译成

System.out.println("str = " + "ABCD");

所以,第二次的代码里面是无论如何你都无法修改成功的,因为JVM已经进行了编译期的优化。而当你调用toString()方法的时候,获取的是经过反射修改后的新值。

结论:

当定义为基本数据类型的数据和String的时候,只要赋值的时候右边是常量表达式,就会进行编译器的优化.只要不会被编译器内联优化的final属性就可以通过反射进行有效的修改

那么有那些方法可以避开jvm的编译期优化呢?

方法1.改变赋值方式,取消编译时的自动优化,比如使用三元表达式赋值

final String str= (null!=null?"":"42");

方法2.先定义后赋值,使用空白final

static final int primitiveInt;
static final Integer i;
static String str;

static {//这里改为用静态代码块赋值
	primitiveInt = 42;
	wrappedInt = 42;
	stringValue = "42";
}

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