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Java 全面系统介绍反射的运用

2022-03-08 15:49:53 作者：huamanggg

准备入手学习java的安全了，感觉这也是一个大的趋势，想着尽早进入到java安全的探索中，在反序列化链的学习之前，需要先学习反射，不多说了，开干吧

反射

反射定义

对象可以通过反射获取他的类，类可以通过反射拿到所有⽅法（包括私有）通过java语言中的反射机制可以操作字节码文件，可以读和修改字节码文件

反射的基本运用

1. 获取类对象

a. forName()方法

只需要知道类名，在加载JDBC的时候会采用实例代码

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

b. 直接获取

使用.class去获取对于的对象

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Runtime.class;
        System.out.println(name);
    }
}

c. getClass()方法

getClass来获取字节码对象，必须要明确具体的类，然后创建对象

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        Class<?> name = rt.getClass();
        System.out.println(name);
    }
}

d. getSystemClassLoader().loadClass()方法

这个方法和forName类似，只要有类名就可以了，但是区别在于，forName的静态JVM会装载类，并执行static()中的代码

public class getSystemClassLoader {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
    }
}

2. 获取类方法

a. getDeclaredMethods

返回类或接口声明的所有方法，包括public、protected、private和默认方法，但是不包括继承的方法

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethods {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        System.out.println(name);
        Method[] m = name.getDeclaredMethods();
        for(Method x:m)
            System.out.println(x);
    }
}

b. getDeclaredMethod

获取特定的方法，第一个参数是方法名，第二个参数是该方法的参数对应的class对象，例如这里Runtime的exec方法参数为一个String，所以这里的第二个参数是String.class

import java.lang.reflect.Method;

public class getDeclaredMethod {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        Class<?> name = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Method m = name.getDeclaredMethod("exec",String.class);
        System.out.println(m);
    }
}

c. getMethods

返回某个类所有的public方法，包括继承类的public方法

d. getMethod

参数同理getDeclaredMethod

3. 获取成员变量

同理Method的那几个方法

a. getDeclaredFields

获取类的成员的所有变量数组，但是不包括父类的

b. getDeclaredField(String name)

获取特定的，参数是想要的方法的名称

c. getFields()

同理，只能获得public的，但是包括了父类的

d. getField(String name)

同理，参数是想要的方法的名称

4. 获取构造函数Constructor

Constructor<?>[] getConstructors() ：只返回public构造函数

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() ：返回所有构造函数

Constructor<> getConstructor(类<?>... parameterTypes) : 匹配和参数配型相符的public构造函数

Constructor<> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes) ：匹配和参数配型相符的构造函数

后面两个方法的参数是对于方法的参数的类型的class对象，和Method的那个类似，例如String.class

5. 反射创建类对象

newInstance

可以通过反射来生成实例化对象，一般我们使用Class对象的newInstance()方法来进行创建类对象

创建的方法就是：只需要通过forname方法获取到的class对象中进行newInstance方法创建即可

Class c = Class.forName("com.reflect.MethodTest"); // 创建Class对象
Object m1 =  c.newInstance(); // 创建类对象

invoke

invoke方法位于java.lang.reflect.Method类中，用于执行某个的对象的目标方法,一般会和getMethod方法配合进行调用。

使用用法：

public Object invoke(Object obj, Object... args)

第一个参数为类的实例，第二个参数为相应函数中的参数

obj：从中调用底层方法的对象，必须是实例化对象

args：用于方法的调用，是一个object的数组，参数有可能是多个

但需要注意的是，invoke方法第一个参数并不是固定的：

如果调用这个方法是普通方法，第一个参数就是类对象；
如果调用这个方法是静态方法，第一个参数就是类；

通过一个例子去理解

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Invoke {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("Invoke");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("test");
        m.invoke(o);
    }
    public void test(){
        System.out.println("测试成功");
    }
}

简单来说就是这样

方法.invoke(类或类对象)

先forName拿到Class，再newInstance获取类对象，再getMethod获取方法，然后调用

Runtime的rce例子（访问限制突破）

Runtime类里面有一个exec方法，可以执行命令

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Object o = c.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

但是发现报错了

在这里插入代码片

出现这个问题的原因：

使用的类没有无参构造函数
使用的类构造函数是私有的

那么解决方案就是setAccessible(true);，用这个去突破访问限制

Java.lang.reflect.AccessibleObject类是Field，Method和Constructor类对象的基类，可以提供将反射对象标记为使用它抑制摸人Java访问控制检查的功能，同时上述的反射类中的Field，Method和Constructor继承自AccessibleObject。所以我们在这些类方法基础上调用setAccessible()方法，既可对这些私有字段进行操作

简单来说，私有的属性、方法、构造方法，可以通过这个去突破限制，xxx.setAccessible(true) 可以看到Runtime的构造方法是private的

那么这里我们就可以这么去突破限制先获取构造方法，然后setAccessible获取访问权限然后再最后invoke里面，第一个参数写成con.newInstance()

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(con.newInstance(),"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

这里有一个疑问，如果把con.newInstance单独提取出来，他打开计算器不会显示出来，但是后台的确是启动了，不知道啥原因

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Exec {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class c = Class.forName("java.lang.Runtime");
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Object o = con.newInstance();
        Method m = c.getMethod("exec",String.class);
        m.invoke(o,"/System/Applications/Calculator.app/Contents/MacOS/Calculator");
    }
}

后记

反射中常用的几个重要方法：

获取类的⽅法： forName
实例化类对象的⽅法： newInstance
获取函数的⽅法： getMethod
执⾏函数的⽅法： invoke
限制突破方法：setAccessible

到此这篇关于Java 全面系统介绍反射的运用的文章就介绍到这了,更多相关Java 反射内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！