是否有可能在Java中運行時實現接口？

Question

我正在研究一個項目，其中有很多由庫創建的對象，並且我無法訪問這些對象的創建過程。

下面的片段可以作爲一個很好的例子來說明我的問題。

代碼：

public class Clazz { 
    //The contents of Clazz are irrelevant 
    //Clazz is NOT my class. I have no access to its internal structure. 
    //However, I do have access to Clazz objects that were created elsewhere. 
} 

ExampleInterface是clazz中可能會或可能不會在編譯時實現一個接口。

代碼：

public interface ExampleInterface { 
    public void run(); 
} 

下面的代碼是，我遇到了這個問題。看看下面的注意事項：

1. run()當c是ExampleInterface一個實例只調用。
2. getRunConditions(Clazz c)和executeClazz(Clazz c)都是我無權訪問的類中的私有方法。
3. 在編譯時，Clazz將而不是包含一個名爲run()的方法。
4. ExampleExecutor是不是我的班。我無法使用任何 方式（我甚至無法獲得該類的實例）。

代碼：

public class ExampleExecutor { 
    public void executeClazz(Clazz c) { 
     if ((c instanceof ExampleInterface) && getRunConditions(c)) { 
      ExampleInterface ex = (ExampleInterface) c; 
      ex.run(); 
     } 
    } 
} 

顯然以下方法在語法上不能夠，但它確實是我想要的目的。基本上，如果c尚未實現ExampleInterface，請將c設置爲執行ExampleInterface，然後提供必須覆蓋的方法。

需要注意以下的：

1. extendInterface(Name of Interface)是虛構的語法，試圖說明我的目標創造我 。
2. run()必須在這裏定義（在運行時）。
3. 我不能使用包裝或代理類作爲解決方案。 IE，Clazz對象必須結束執行ExampleInterface，並且我無法使用解決方法。 （參考this link如果你想知道爲什麼）。

代碼：

public void implementInterface(Clazz c) { 
    if (!(c instanceof ExampleInterface)) { 
     c.extendInterface(ExampleInterface { 
      @Override 
      public void run() { 
       //code 
      } 
     }); 
    } 
} 

爲了澄清，我正在運行到的問題是，我需要總是知道什麼時候run()被稱爲Clazz。如果Clazz曾經不執行ExampleInterface，我不知道什麼時候應該調用run()。

與此同時，我還想偶爾爲run()添加支持，默認情況下不支持。因爲我無法訪問創建Clazz對象，所以我無法通過自己實現接口來完成此操作。

問題：簡單地說，是否可以在運行時實現接口（並提供所需的方法）？

注：而唯一的解決方案可能需要反思（如果有的話，請張貼下文），我使用的庫有安全管理器，阻止使用所有的反射。 IE，反思性的解決方案在將來可能對其他人有用，但對我來說沒用。

此外，我並不是說只在自己的程序中使用庫。一個已經運行的主機應用程序（這是我使用的庫）是遵循並且然後運行我爲它編寫的代碼。如果該應用程序不喜歡我提供的任何代碼（IE，與其安全管理器衝突），則代碼甚至從不編譯。

爲什麼我需要這樣做：

它與我使用的圖書館做。因爲ExampleExecutor是我無法訪問的方法，而且我無法控制Clazz的創建，所以無法確定run()何時執行。

我需要知道什麼時候run()被執行的原因是因爲實際上，run()是一個事件處理程序，它是我正在使用的庫的一部分。

例如：mouseClicked(CustomMouseEvent evt)可能是一個方法，它是接口CustomMouseListener的一部分。有時Clazz的實例當鼠標點擊時（因此繼承CustomMouseListener），我正在小心處理，而其他時間則不會。

與Clazz實例不同，我總是在意鼠標是否被點擊，並始終需要觸發該事件。

在現實中，ExampleInterface實際上是以下幾點：

public interface CustomMouseListener { 
    public void mouseClicked(CustomMouseEvent evt); 
    public void mousePressed(CustomMouseEvent evt); 
    public void mouseReleased(CustomMouseEvent evt); 
    //etc 
} 

Answer 1

做你所說的其實是使用字節代碼裝備的唯一途徑。您可以添加一個代理程序，它在加載之前更改要修改的clazz的字節代碼。

您需要在加載時執行此操作的原因是，許多JVM不允許您更改字段，有些不允許您在加載類之後添加方法。

更簡單的解決方案是反編譯類，修改它並重新編譯。假設該類可以反編譯，這將爲您節省大量時間和精力。

the library I am using has a security manager that blocks the use of all reflection

這是一個奇怪的選擇，因爲你可以在調用庫前，把你自己的安全管理器，它不能阻止你做任何事情。

Answer 2

我不認爲你想要什麼是可能的;有Dynamic Proxies，但它們使用反射，並且看起來不太可能有權訪問類加載器（您可以在其中設置自己的即時操作字節碼）。

Answer 3

您可以使用java instrumentation API（強制）將類調整到接口。 APM，AOP框架和剖析器通常使用此技術，以便在運行時將日誌記錄和度量標準測試代碼插入到目標類中。應用程序直接使用這種技術是非常罕見的。如果我在生產代碼中看到這個，這將是一個大紅旗。

儘管如此，

鑑於這些clazz中：

package com.sabertiger.example; 

public class Clazz { 
    public void purr(){ 
     System.out.println("Hello world"); 
    } 

} 

接口

package com.sabertiger.example; 

public interface ExampleInterface { 
    void run(); 
} 

執行人

package com.sabertiger.example; 

public class ExampleExecutor { 
    public static void main(String[] args) { 
     Clazz c=new Clazz(); 
     // Normally a ClassCastException 
     ExampleInterface i=(ExampleInterface)(Object)(Clazz) c; 
     i.run(); 
    } 
} 

正常運轉中產生這個錯誤：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: 
    com.sabertiger.example.Clazz cannot be cast to 
    com.sabertiger.example.ExampleInterface 
    at com.sabertiger.example.ExampleExecutor.main(ExampleExecutor.java:7) 

你可以把它通過提供缺少的接口和實現工作，通過變換類：

package com.sabertiger.instrumentation; 

import java.lang.instrument.ClassFileTransformer; 
import java.lang.instrument.IllegalClassFormatException; 
import java.lang.instrument.Instrumentation; 
import java.security.ProtectionDomain; 

import javassist.ClassPool; 
import javassist.CtClass; 
import javassist.CtMethod; 
import javassist.CtNewMethod; 

public class ExampleInterfaceAdapter implements ClassFileTransformer { 

    public static void premain(String agentArgument, Instrumentation instrumentation) { 
     // Add self to list of runtime transformations 
     instrumentation.addTransformer(new ExampleInterfaceAdapter()); 
    } 

    @Override 
    // Modify only com.sabertiger.example.Clazz, return all other unmodified 
    public byte[] transform(ClassLoader loader, String className, 
      Class<?> classBeingRedefined, ProtectionDomain protectionDomain, 
      byte[] classfileBuffer) throws IllegalClassFormatException { 

     if(className.matches("com/sabertiger/example/Clazz")) { 
      return addExampleInterface(className, classfileBuffer);    
     } else { 
      return classfileBuffer; 
     } 
    } 

    // Uses javassist framework to add interface and new methods to target class 
    protected byte[] addExampleInterface(String className, byte[] classBytecode) { 
     CtClass clazz= null; 
     try { 
      ClassPool pool = ClassPool.getDefault(); 
      clazz = pool.makeClass(new java.io.ByteArrayInputStream(classBytecode)); 

      String src= 
       "{   "+ 
       " purr(); "+ 
       "}   "; 

      //Add interface 
      CtClass anInterface = pool.getCtClass("com.sabertiger.example.ExampleInterface"); 
      clazz.addInterface(anInterface); 

      //Add implementation for run method 
      CtMethod implementation = CtNewMethod.make(
        CtClass.voidType, 
        "run", 
        new CtClass[0], 
        new CtClass[0], 
        src, 
        clazz); 
      clazz.addMethod(implementation); 

      classBytecode=clazz.toBytecode(); 
     } catch(Throwable e) { 
      throw new Error("Failed to instrument class " + className, e); 
     } 
     return classBytecode; 
    } 

} 

和所需的MANIFEST.MF

Manifest-Version: 1.0 
Premain-Class: com.sabertiger.instrumentation.ExampleInterfaceAdapter 
Boot-Class-Path: javassist.jar 

包一切都變成罐子使其工作：

jar -tf agent.jar 
META-INF/MANIFEST.MF 
com/sabertiger/instrumentation/ExampleInterfaceAdapter.class 

現在我們能夠通過clazz中以ExampleExecutor

java -javaagent:agent.jar -classpath ..\instrumentation\bin com.sabertiger.example.ExampleExecutor 
Hello world 

Answer 4

根據您的Java版本，你可以使用lambda表達式（與Java 8）。

的代碼會相對簡單：

Clazz o = .... // Here you obtain your object through third party library 
ExampleInterface yourInterface = o::run; 
yourInterface.run(); 

請注意，這僅適用於與一個方法接口。兩個簽名（界面和Clazz）必須匹配。