什么是反射？
在Java中，反射是指程序在运行时动态地获取类信息、构造对象、调用方法和访问属性的能力。
换句话说，反射使得程序可以在运行时检查和操作任意一个类的成员变量、方法和构造方法，而不需要在编译时就确定下来。
这里就简单学习一下如何通过反射达到执行命令
先看一行简单的代码：
Runtime.getRuntime().exec(command); //command是需要运行的命令在 Java 中，java.lang.Runtime 是一个表示运行时环境的类，它提供了与Java虚拟机的运行时交互的方法。
Runtime则是java.lang.Runtime的一个单例模式，通过调用Runtime.getRuntime()，可以获取到当前运行环境的实例，再通过exec函数进行执行命令
什么是单例？：可以理解为过一条河只需要最开始建造一座桥就够了，而不是每次过桥都去建造一座桥
而JVM 和运行时环境之间只有一条连接，因此Runtime是单例的
修改一下代码，放入idea中运行一下：
Runtime.getRuntime().exec("calc.exe");就能弹出电脑自带的计算器，当然也可以弹其他的cmd、powershell等等
那么在Java中，较为重要的方法：
- 获取类的方法： forName
- 实例化类对象的方法： newInstance //调用默认的无参构造器
- 获取函数的方法： getMethod
- 执行函数的方法： invoke
获取类的方法：这里的类是指java.lang.Class的对象，而非某个实例
obj.getClass() 如果前后存在某个类的实例obj，那么可以通过该实例调用函数来获得实例的类
而 Class.forName 与通过实例获取类不同的是，只需知道这个类的名字就可以，而且方便的是，通过forName获取非系统类并不需要通过import
基本思路
那么如何通过反射来获得Runtime类呢？
结合文章开头的那一行代码，可以发现使用Runtime类来进行命令执行的基本思路：
首先肯定要获取到Runtime类的实例，这样才能调用getRuntime
然后调用类里的getRuntime函数来获取当前运行环境的实例
最后调用exec，进行命令执行
基本代码👇
import java.lang.reflect.Method;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c=Class.forName("java.lang.Runtime");
Method getRuntime=c.getMethod("getRuntime");
Object obj=getRuntime.invoke(c);
Method m=c.getMethod("exec", String.class);
m.invoke(obj,"calc.exe");
}
}
简单地看看这段代码吧，为了方便看，把每一步都分开了
首先通过Class.forName拿到Runtime类，但是这时c并不是一个Runtime类的实例
然后我们要获取到getRuntime函数，这里用了getMethod方式通过函数名称就能获得函数，因为c的属性并不是Runtime，即使method为公有静态也无法通过c来获取
然后就到了 obj 这一步，为什么会有这一步？原因就在于Runtime是单例的，其构造方法是私有的，无法通过外部来进行构造，只能通过c来使用getRuntime函数来返回一个Runtime类，使得obj变为Runtime
相当于 Object obj -> Runtime obj
可以本地调试一下👇
此时obj的属性就是Runtime，也就是说成功获取了一个Runtime类的实例
然后再通过这个Runtime类来调用exec函数即可进行命令执行
弹个计算器👇
当然也可以弹个cmd👇
关于 invoke 函数的使用
- invoke(Object obj, Object… ，args) 是method 类中的方法，这个方法是一个native方法
- obj: 调用类的实例对象
- args:调用发方法的参数，是可变长度的
- 通过 method.invoke(obj , args ) 可以实现method 方法的调用，并通过args 参数传参
有点类似于倒装的形式哈，以为主体调用对象
两个问题
- 如果一个类没有无参构造，也没有单例模式的静态方法，如何通过反射实例该类？
- 如果一个方法是私有的，能否执行？
对于一个问题，需要用到一个新的反射方法 getConstructor，从名字就能看出来，get constructor，拿到构造器，然后使用ProcessBuilder这个类来进行命令执行，因为这个类没有无参构造，也不是单例
#ProcessBuilder类：用于创建和管理子进程的类，提供了一种方便的方式来执行外部命令或启动其他应用程序，这个类中常用的方法：
start()：启动子进程并返回一个Process对象。command(String... command)：设置要执行的命令或应用程序。
代码如下👇
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c=Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
Constructor cons=c.getConstructor(List.class);
Method m=c.getMethod("start");
ProcessBuilder p=(ProcessBuilder) cons.newInstance(Arrays.asList("calc.exe"));
m.invoke(p);
}
}
首先通过forName获取到ProcessBuilder这个类
然后通过getConstructor获取到他的构造函数，并将构造函数的参数指定为列表形式
然后要获得Process类的启动函数start
最后使用获取到的constructor来实例化ProcessBuilder，进而start执行命令
来看看ProcessBuilder自带的构造函数👇
除了List形式传入参数，还有一个直接传入字符串形式
就第二种形式而言，括号内的参数是 String . . . 这种形式，其实就相当于 String[ ]
想要通过传入字符串的话，代码就要这样修改👇
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c=Class.forName("java.lang.ProcessBuilder");
Constructor cons=c.getConstructor(String[].class);
Method m=c.getMethod("start");
ProcessBuilder p=(ProcessBuilder) cons.newInstance((Object) new String[]{"cmd","/c","start","cmd"});
m.invoke(p);
}
}
有点差异的就是在newInstance里面
new的String[ ]其实是一个字符串数组
而newInstance有两种重载模式，如果有参数的话这个参数必须是对象
所以在代码中要进行类型转换
那么第二个问题，如何调用私有方法？
这个问题就涉及到了 getDeclared系列的反射
getDeclared与getMethod、getConstructor的区别：
- getMethod只能获得公有方法，包括自身和继承而来的方法
- getDeclaredMethod系列的话，从名字就能看出，能获得声明过的方法，但仅限于本类，不包括继承
使用方法的话都大差不差
上面说过，Runtime这个类的构造方法是私有的，在上面只能通过getRuntime函数来返回一个Runtime类
那么如果使用getDeclared，代码👇
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime");
Constructor m = clazz.getDeclaredConstructor();
m.setAccessible(true);
clazz.getMethod("exec", String.class).invoke(m.newInstance(), "calc.exe");
}
}
首先肯定要获得Runtime类
然后通过getDeclaredConstructor来获取Runtim类的无参构造
这里使用了一个setAccessbile的方法，以为Runtime的构造是私有的，需要重新设置他的作用域，否则是不能调用的
然后就能直接通过constructor来newinstance，效果和通过类来newinstance是一样的
不过这段代码在我电脑上跑不起来，可能是jdk版本的原因，在setAccessible这里报了错误，不过代码应该是没有问题的
学习参考：
《Java安全漫谈》-反射篇