Question

问题是：我有一个只有私有构造函数的类（我不能修改它的源代码），我需要扩展它。

由于反射允许我们随时创建这样的类的实例（通过获取构造函数并调用newInstance（）），有没有办法创建这样的类的扩展版本的实例（我的意思是，真的是任何方式，即使是针对OOP）？

我知道，这是一个不好的做法，但看起来我别无选择：我需要拦截对一个类的一些调用（它是一个单例，它不是一个接口实现，所以动态代理在这里不起作用）

最小示例（根据要求）：

public class Singleton {
static private Singleton instance;

private Singleton() {
}

public static Singleton getFactory() {
    if (instance == null)
        instance = new Singleton();
    return instance;
}

public void doWork(String arg) {
    System.out.println(arg);
}}

我想要做的就是构建我自己的包装器（就像这个一样）

class Extension extends Singleton {
@Override
public void doWork(String arg) {
    super.doWork("Processed: " + arg);
}}

并使用反射将其注入Factory：

Singleton.class.getField("instance").set(null, new Extension());

但是我没有看到构造这样的对象的任何方法，因为它的超类的构造函数是私有的。问题是“这是否可能”。

Answer 1

如果

，有可能（但是糟糕的黑客）

您拥有私有构造函数的类的源代码，或者您可以从字节码重构它
该类由应用程序类加载器
你可以修改jvm的classpath

您可以创建与原始类二进制兼容的补丁。

我将在下一节中调用您想要扩展PrivateConstructorClass的类。

获取PrivateConstructorClass的源代码并将其复制到源文件中。不得更改包名和类名。
将PrivateConstructorClass的构造函数从private更改为protected。
重新编译PrivateConstructorClass。
将已编译的类文件打包到jar存档中。例如。叫做“patch.jar”
创建一个扩展第一个类的类，并针对patch.jar中的类进行编译。
更改jvm的类路径，以便patch.jar是类路径中的第一个条目。

现在有一些示例代码可以让您检查它是如何工作的：

期待以下文件夹结构

+-- workspace
  +- private
  +- patch
  +- client

在PrivateConstructor文件夹

private

public class PrivateConstructor {


    private String test;

    private PrivateConstructor(String test){
        this.test = test;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return test;
    }
}

在private文件夹中打开命令提示符，编译并打包它。

$ javac PrivateConstructor.java
$ jar cvf private.jar PrivateConstructor.class

现在在patch文件夹中创建补丁文件：

    public class PrivateConstructor {


    private String test;

    protected PrivateConstructor(String test){
        this.test = test;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return test;
    }
}

编译并打包

$ javac PrivateConstructor.java
$ jar cvf patch.jar PrivateConstructor.class

现在是有趣的部分。

创建一个扩展客户端文件夹中PrivateConstructor的类。

public class ExtendedPrivateConstructor extends PrivateConstructor {


    public ExtendedPrivateConstructor(String test){
        super(test);
    }
}

和一个测试它的主类

public class Main {

    public static void main(String str[])  {
       PrivateConstructor privateConstructor = new ExtendedPrivateConstructor("Gotcha");
       System.out.println(privateConstructor);
    }
}

现在针对client

patch.jar

 $ javac -cp ..\patch\patch.jar ExtendedPrivateConstructor.java Main.java

现在用类路径上的两个jar运行它，看看会发生什么。

如果patch.jar位于private.jar之前，而PrivateConstructor类是从patch.jar,加载的，因为应用程序类加载器是URLClassLoader。

 $ java -cp .;..\patch\patch.jar;..\private\private.jar  Main // This works
 $ java -cp .;..\private\private.jar;..\patch\patch.jar  Main // This will fail

Answer 2

@RenéLink的解决方案已经足够了，但不是我的情况：我写的是我正在攻击Eclipse IDE插件，这意味着我们在OSGi下工作，这意味着我们无法控制类路径解析顺序（它将在我们的bundle中加载我们的“hacked”类，在另一个bundle中加载vanilla受害者类，并且它将使用不同的类加载器来执行此操作，然后我们会遇到将这些对象一个接一个地转换的问题）。可能OSGi有一些工具可以解决这个问题，但我不太了解它，而且我也没有找到相关信息。

所以我们发明了另一种解决方案。它比前一个更糟糕，但至少它适用于我们的情况（因此它更灵活）。

解决方案很简单：javaagent。它是一个标准工具，允许在加载时操作字节码。因此，通过使用它和java ASM库来解决任务：受害者的字节码被修改为使其构造函数公开，剩下的很容易。

    public class MyAgent {
        public static void premain(String agentArguments, Instrumentation instrumentation) {
            instrumentation.addTransformer(new ClassFileTransformer() {

                @Override
                public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, byte[] classfileBuffer)
                    throws IllegalClassFormatException {
                    if (className.equals("org/victim/PrivateClass")) { //name of class you want to modify
                        try {
                            ClassReader cr = new ClassReader(classfileBuffer);
                            ClassNode cn = new ClassNode();
                            cr.accept(cn, 0);

                            for (Object methodInst : cn.methods) {
                                MethodNode method = (MethodNode) methodInst;
                                if (method.name.equals("<init>") && method.desc.equals("()V")) { //we get constructor with no arguments, you can filter whatever you want
                                    method.access &= ~Opcodes.ACC_PRIVATE;
                                    method.access |= Opcodes.ACC_PUBLIC; //removed "private" flag, set "public" flag
                                }
                            }
                            ClassWriter result = new ClassWriter(0);
                            cn.accept(result);
                            return result.toByteArray();
                        } catch (Throwable e) {
                            return null; //or you can somehow log failure here
                        }
                    }
                    return null;
                }
            });
        }
    }

接下来必须使用JVM标志激活这个javaagent，然后一切正常：现在你可以拥有可以调用super（）构造函数而没有任何问题的子类。或者这可能会让你的整条腿受伤。

Answer 3

编辑：这显然不适用于上面问题中编辑的新发布的代码示例，但是我会在这里为未来的后代保留答案，如果它可以帮助其他人。

根据您的具体情况，您可以使用或不使用的一种方法是使用Delegation pattern。例如：

public class PrivateClass {
    private PrivateClass instance = new PrivateClass();

    private PrivateClass() {/*You can't subclass me!*/

    public static PrivateClass getInstance() { return instance; }
    public void doSomething() {}
}

public class WrapperClass {
    private PrivateClass privateInstance = PrivateClass.getInstance();
    public void doSomething() {
         //your additional logic here
         privateInstance.doSomething();
    }
}

您现在有一个类WrapperClass，它与PrivateClass具有相同的API，但是将所有功能委托给PrivateClass（在执行一些预处理或后期工作之后）。显然，WrapperClass与PrivateClass的类型层次关联无关，但可以设置为执行PrivateClass所能做的所有事情。

仅使用私有构造函数扩展类

3 个答案: